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David S´en´echal

HISTOIRE DES SCIENCES

NOTES DE COURS
(PHQ-399)
Universit´e de Sherbrooke
Facult´e des Sciences
D´ecembre 2001

HISTOIRE DES SCIENCES
NOTES DE COURS
(PHQ-399)
par

David S´en´echal
Professeur
D´epartement de physique

Facult´e des Sciences
Universit´e de Sherbrooke
D´ecembre 2001

c 2001,


David S´en´echal, Facult´e des Sciences, Universit´e de Sherbrooke.

Tous droits r´eserv´es.

Table des Mati`eres

Prologue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1

2. Les origines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4
4
5
5
6
6
7
11

2.1. Science ou Magie? . . . . . . .
2.2. L’origine des civilisations . . . .
1. La pr´ehistoire . . . . . . .
2. L’apparition de la civilisation
3. L’ˆage du fer . . . . . . . .
´
2.3. L’Egypte . . . . . . . . . . .
2.4. La M´esopotamie . . . . . . . .

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3. La science grecque . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1. G´en´eralit´es sur la science grecque . .
´
1. Etendue
de la civilisation grecque
2. Caract`ere de la science grecque
3.2. Les pr´esocratiques . . . . . . . .
1. Les premiers philosophes ioniens
2. Les Pythagoriciens . . . . . .
3. Autres ´ecoles philosophiques
.
3.3. La p´eriode classique
. . . . . . .
1. Platon et son ´ecole . . . . . .
2. Eudoxe de Cnide
. . . . . .
3. Aristote
. . . . . . . . . .
3.4. La m´edecine grecque classique . . .
3.5. La p´eriode hell´enistique . . . . . .
1. Math´ematiciens et m´ecaniciens
2. Astronomes . . . . . . . . .
3. M´edecins . . . . . . . . . .
3.6. Le d´eclin de la science antique . . .

. . . . . . .
dans l’histoire
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4. L’Orient et le moyen-ˆ
age

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5. La r´
evolution scientifique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

64
64
65
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67
69
70
70
72
72
76
77
79
81
81
82
84
87
88
92

4.1.
4.2.
4.3.
4.4.

. . . . . . . . . .
La Chine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
L’Inde
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Le monde arabe . . . . . . . . . . . . . . . . .
Le moyen-ˆage occidental . . . . . . . . . . . . . .
1. Qu’est-ce que le moyen-ˆage? . . . . . . . . . .
2. P´en´etration en Occident de la science gr´eco-arabe
3. Les universit´es et la scolastique . . . . . . . .
4. Foi et raison
. . . . . . . . . . . . . . . .
5. Roger Bacon et la m´ethode scientifique . . . . .

5.1. L’alg`ebre et le calcul infinit´esimal . . . .
1. Les logarithmes . . . . . . . . .
2. La notation alg´ebrique . . . . . .
3. Les ´equations alg´ebriques . . . . .
4. La g´eom´etrie analytique
. . . . .
5. Analyse combinatoire et probabilit´es
6. Le calcul infinit´esimal . . . . . .
5.2. La r´evolution copernicienne . . . . . .
1. Copernic . . . . . . . . . . . .
2. Tycho Brah´e . . . . . . . . . .
3. Kepler . . . . . . . . . . . . .
4. Galil´ee . . . . . . . . . . . . .
5.3. La naissance de la m´ecanique
. . . . .
1. Stevin et la statique . . . . . . .
2. Les travaux de Galil´ee . . . . . .
3. Descartes . . . . . . . . . . . .
4. Huygens . . . . . . . . . . . .
5. Newton . . . . . . . . . . . . .
5.4. La naissance de la m´ethode exp´erimentale

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6. Lumi`
ere, ´
electromagn´
etisme et relativit´
e . . . . . . . . . . . . . . . .
6.1. Visions de la lumi`ere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1. Les anciens, la lumi`ere et la vision . . . . . . . . . . . .
2. Diffraction et dispersion
. . . . . . . . . . . . . . . .
3. La th´eorie corpusculaire de Newton
. . . . . . . . . . .
4. La th´eorie ondulatoire de Huygens . . . . . . . . . . . .
5. Nouveaux ph´enom`enes et affirmation de la th´eorie ondulatoire
6.2. L’´electricit´e et le magn´etisme
. . . . . . . . . . . . . . . .
1. Les observations qualitatives
. . . . . . . . . . . . . .
2. Les lois math´ematiques de l’´electricit´e et du magn´etisme . .
3. Faraday et Maxwell . . . . . . . . . . . . . . . . . .
´
4. Electromagn´
etisme et technologie . . . . . . . . . . . .
6.3. La relativit´e restreinte
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110
110

7. Chaleur et ´
energie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.1. Chaleur et temp´erature . . . . . . . . .
7.2. Les lois des gaz . . . . . . . . . . . . .
1. La pression atmosph´erique . . . . .
2. Pression, volume et temp´erature . . .
7.3. La machine `a vapeur . . . . . . . . . .
7.4. La thermodynamique . . . . . . . . . .
1. Sadi Carnot . . . . . . . . . . . .
´
2. Energie
et entropie . . . . . . . . .
3. L’interpr´etation statistique et la th´eorie

8. La r´
evolution chimique

. . . .
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. . . .
cin´etique

. . . . . .
8.1. Les ancˆetres de la chimie
. . . . . . . .
1. L’alchimie
. . . . . . . . . . . .
2. Les artisans . . . . . . . . . . . .
8.2. La naissance de la chimie . . . . . . . .
1. Un pr´ecurseur : Lomonossov
. . . .
2. La composition de l’air . . . . . . .
3. Lavoisier . . . . . . . . . . . . .
8.3. L’hypoth`ese atomique . . . . . . . . . .
1. L’hypoth`ese atomique et l’´etude des gaz
2. L’´electrolyse
. . . . . . . . . . .
3. Le positivisme et les atomes . . . . .
8.4. La chimie organique
. . . . . . . . . .
1. La synth`ese organique . . . . . . .
2. La st´er´eochimie . . . . . . . . . .
3. La structure mol´eculaire . . . . . .

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9. La structure de la mati`
ere . .
9.1. La structure de l’atome . . . . . . .
1. Le tableau p´eriodique
. . . . .
2. La spectroscopie . . . . . . . .
3. L’´electron . . . . . . . . . . .
4. La m´ecanique quantique . . . .
9.2. La radioactivit´e et le monde subnucl´eaire
1. Des rayons myst´erieux . . . . .
2. Le noyau atomique . . . . . . .
3. Le monde subnucl´eaire . . . . .

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des

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11. G´
eologie et ´
evolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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10. L’expansion de l’Univers

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10.1. L’immensit´e de l’Univers . . . . . . .
1. Les instruments astronomiques
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2. Le syst`eme solaire . . . . . . . .
3. Les ´echelles de distance en astronomie
10.2. Relativit´e g´en´erale et cosmologie
. . .

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11.1. La Terre en ´evolution
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11.2. L’histoire naturelle et l’´evolution des esp`eces
1. La classification des esp`eces . . . . .
2. Fixisme contre transformisme . . . .
3. Le darwinisme . . . . . . . . . . .
v

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12. Les m´
ecanismes de la vie . . . .
12.1. La r´evolution anatomique et physiologique
12.2. La microscopie . . . . . . . . . . . .
12.3. La controverse sur la g´en´eration . . . . .
1. Anciennes conceptions de la g´en´eration
2. L’oeuvre de Pasteur . . . . . . . .
12.4. La g´en´etique . . . . . . . . . . . . .
1. Mendel . . . . . . . . . . . . . .
2. La localisation des g`enes . . . . . .

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13. La r´
evolution informatique

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´
Epilogue
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223

Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

228

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13.1. Avant les ordinateurs : les calculateurs .
13.2. Les ordinateurs . . . . . . . . . . .
13.3. Les progr`es de l’´electronique
. . . . .

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vi

233

Prologue


efinition de la Science
Il paraˆıt logique, avant d’entreprendre une histoire des sciences, de d´efinir ce qu’on entend par
science. Le mot lui-mˆeme vient du latin scientia dont la racine est scire, qui veut dire “savoir”.
Le Robert d´efinit la science comme
Tout corps de connaissances ayant un objet d´etermin´e et reconnu, et une m´ethode propre;
domaine du savoir, en ce sens.

Il n’y a donc pas une science, mais des sciences, chacune caract´eris´ee par un ensemble de pratiques
plus ou moins diff´erenci´ees, des math´ematiques `a la sociologie en passant par la comptabilit´e!
La d´efinition de science utilis´ee dans ce cours est plus restrictive. Il s’agit plutˆot d’une tentative
syst´ematique de connaissance de la Nature par des voies rationnelles. Autrement dit, nous ne
consid´erons que les sciences de la Nature, ce qu’on appelait autrefois la Philosophie naturelle.
En langage moderne, ceci signifie la physique, la chimie, la biologie et les disciplines connexes
(astronomie, g´eologie, etc.), auxquelles on ajoute les math´ematiques.
La place des math´ematiques est singuli`ere, car il s’agit d’un ensemble de concepts et de m´ethodes
dont l’objet n’est pas exclusivement l’´etude de la Nature, mais qui s’´etend `a pratiquement toute
l’activit´e humaine. Nous les incluons tout de mˆeme dans notre ´etude, en raison non seulement de
leur importance fondamentale dans l’´evolution des connaissances sur la Nature, mais de leur place
centrale dans l’´evolution de la pens´ee humaine.
En contrepartie, ce cours se trouve `a exclure les ´el´ements suivants :
1. Les parties de la philosophie qui ne s’int´eressent pas directement `a la Nature ou au processus
de connaissance de la Nature.
2. Les sciences humaines en g´en´eral.
3. Les techniques et la technologie, sauf dans les cas o`
u leur relation avec le d´eveloppement
scientifique est particuli`erement ´etroite, notamment dans le dernier chapitre, qui porte sur
l’informatique.
Les qualificatifs syst´ematique et rationnel dans la d´efinition de la science donn´ee plus haut sont
essentiels. Le premier signifie que les connaissances acquises doivent former le plus possible un
tout coh´erent, autrement dit qu’on ne doit pas faire appel `a de nouveaux principes `a chaque fois
que se pr´esente un nouveau ph´enom`ene ou une observation nouvelle : en autant que faire se peut,
les connaissances doivent former un syst`eme. Le deuxi`eme signifie que les connaissances acquises
doivent ˆetre soumises aux r`egles ´el´ementaires de la logique et faire le plus possible abstraction des
´emotions, des pressions sociales, bref, de notre condition humaine. Ce qui pr´ec`ede est ´evidemment
plutˆ
ot impr´ecis : c’est le rˆole de l’´epist´emologie de pr´eciser ces notions. Nous esp´erons qu’une id´ee
plus claire de ce que constituent la science et la m´ethode scientifique ´emergera de ce cours.
Certaines soci´et´es savantes, dans le but de d´emarquer la science de pratiques qu’elles consid`erent
plutˆ
ot comme des pseudo-sciences, tentent d’en donner une d´efinition bas´ee sur ses m´ethodes et

2

Prologue

ses effets plutˆot que sur des champs d’´etude pr´ecis. Ce qui suit est une d´efinition de la science
soumise par l’American Physical Society (APS) :
La science agrandit et enrichit nos vies, ouvre notre imagination et nous lib`ere
des servitudes de l’ignorance et de la superstition. Les soci´et´es savantes soussign´ees
d´esirent ´enoncer les pr´eceptes de la science moderne qui sont responsables de son
succ`es.
La science est l’entreprise syst´ematique d’acqu´erir des connaissances sur le monde,
d’organiser et de synth´etiser ces connaissances en lois et th´eories v´erifiables.
Le succ`es et la cr´edibilit´e de la science prend sa source dans la volont´e des scientifiques de
1) Soumettre leurs id´ees et r´esultats `a la v´erification et la reproduction ind´ependante
par d’autres scientifiques, ce qui n´ecessite l’´echange complet et ouvert des donn´ees,
proc´ed´es et mat´eriel.
2) Abandonner ou modifier les conclusions accept´ees lorsque confront´es `a des
´evidences exp´erimentales plus compl`etes ou fiables.
L’adh´esion `a ces principes procure un m´ecanisme d’auto-correction qui est le fondement de la cr´edibilit´e de la science.1
Science, techniques et technologie
Une technique est un corps de connaissances pratiques visant `a exercer une action de mani`ere
efficace sur la mati`ere. En g´en´eral, les techniques anciennes ont ´et´e mises au point sans qu’une
connaissance rationnelle et syst´ematique de la Nature soit n´ecessaire. Chaque domaine pratique
disposait de r`egles empiriques, peut-ˆetre obtenues par essai et erreur au fil des g´en´erations et
transmises sans explications g´en´erales. C’est la p´eriode des artisans et des corporations de m´etier.
´
La contemplation des cath´edrales gothiques ou des pyramides d’Egypte
suffit `a interdire tout
m´epris `
a l’´egard des ces connaissances pratiques “non scientifiques”.
Depuis environ deux si`ecles, les progr`es de la science et des techniques s’influencent et se favorisent
mutuellement. Il est donc impossible de s´eparer compl`etement science et techniques, car l’´etat de
l’une d´epend des progr`es de l’autre. Les m´ethodes d’acquisition de connaissances pratiques sont
de nos jours proches des m´ethodes utilis´ees dans l’acquisition de connaissances sur la Nature.
L’ensemble de ces m´ethodes peut sans trop d’erreur ˆetre qualifi´e de “m´ethode scientifique” et
les connaissances pratiques r´esultant de l’application de ces m´ethodes sont, avec raison, qualifi´ees
de “scientifiques”. Ce mariage de science et de techniques porte le nom de technologie. De
fa¸con grossi`ere, on peut affirmer que la technologie est la “science au service de l’humanit´e”. Il
serait plus juste de parler de technologies au pluriel, car chaque domaine d’activit´e fait appel `a
1

“Science extends and enriches our lives, expands our imagination and liberates us from the bounds of
ignorance and superstition. The endorsing societies wish to affirm the precepts of modern science that are
responsible for its success.
Science is a systematic entreprise of gathering knowledge about the world and organizing and condensing that
knowledge into testable laws and theories.
The success and credibility of science is anchored in the willingness of scientists to: (1) Expose their ideas
and results to independent testing and replication by other scientists. This requires the complete and open
exchange of data, procedures and material. (2) Abandon or modify accepted conclusions when confronted
with more complete or reliable experimental evidence.
Adherence to these principles provides a mechanism for self-correction that is the foundation of the credibility
of science.”

Prologue

3

des ressources scientifiques en proportions diff´erentes, que ce soit la micro´electronique, le g´enie
m´ecanique, la m´edecine th´erapeutique, etc. En r´esum´e, la science (au sens strict) et la technologie
diff`erent donc par leur objet, mˆeme si leurs m´ethodes sont apparent´ees.
Ce cours, par choix, se limite `a l’´etude des sciences naturelles et des math´ematiques. Les progr`es
techniques r´ealis´es dans les temps anciens sont d´elib´er´ement n´eglig´es, en d´epit de leur immense
int´erˆet. Cependant, les allusions aux progr`es techniques se feront de plus en plus nombreuses au
fur et a` mesure que le r´ecit se rapprochera de nous dans le temps.
Th`
emes couverts dans ce cours
Avant de s’engager dans un cours d’histoire des sciences aux dimensions restreintes comme celuici, plusieurs avertissements sont de mise. Premi`erement, le sujet lui-mˆeme est si vaste qu’un cours
de trois mois ne peut absolument lui rendre justice et que les sujets couverts par le cours, ainsi
que la profondeur de leur couverture, doit faire l’objet d’un choix judicieux. Il faut exercer un
certain nombre de compromis en mettant en balance l’importance des sujets choisis dans l’histoire
des id´ees (leur caract`ere plus ou moins fondamental), le niveau de pr´eparation des ´etudiants `a
l’´etude de ces sujets et, enfin, l’expertise particuli`ere du professeur, ad´equate dans certains sujets
et minimale dans d’autres.
L’importance des sciences physiques dans ce cours, par rapport `a la biologie, tient d’une part `a
l’expertise du professeur et, d’autre part, `a leur d´eveloppement relativement ancien, bien adapt´e
a l’´etude de l’histoire. De plus, nous voulons insister sur l’histoire des sciences comme “histoire
`
des id´ees” et ne voulons pas tomber dans une ´enum´eration de d´ecouvertes particuli`eres qui, bien
que fascinantes en soi, n’ont pas remis en cause notre vision du monde. Ceci justifie l’importance
accord´ee aux concepts de mouvement, d’´energie, de structure de la mati`ere, d’´evolution des
esp`eces et excuse que l’on n´eglige la m´ecanique des fluides, la synth`ese organique ou la physiologie
des plantes.

CHAPITRE 2

Les origines

2.1 Science ou Magie?
Il est pratiquement impossible de dire `a quelle ´epoque sont apparues les premi`eres formes
d’activit´e scientifique, si par l`a on entend une connaissance pratique de la Nature bas´ee sur
l’exp´erience. Les hommes de la pr´ehistoire se livraient `a des activit´es non instinctives, telles la
fabrications d’outils rudimentaires, l’allumage du feu et, plus tard, l’agriculture; ces activit´es
demandaient la transmission, par l’´education, d’une connaissance acquise par l’observation et
l’exp´erience. Cependant, ces connaissances ne s’ins´eraient pas, au d´epart, dans un syst`eme rationnel. Au contraire, elles ´etaient souvent associ´ees `a des “forces” ou “puissances” de la Nature
que les humains esp´eraient conjurer en respectant un certain rituel. Ces rites constituaient ce
qu’on a appel´e la magie.
Quelles ´etaient les croyances essentielles de la magie, telle qu’elle fonctionna chez les peuples
les plus anciens et telle qu’elle persiste parmi certaines cultures primitives contemporaines?
Grosso modo, la magie exprime une vision animiste de la Nature. Le monde ´etait peupl´e et
contrˆ
ol´e par des esprits et par des forces spirituelles cach´ees qui r´esidaient peut-ˆetre dans les
animaux ou les arbres, dans la mer ou dans le vent, et le devoir du magicien ´etait de plier
ces forces `a son projet, d’obtenir la coop´eration des esprits. Il proc´edait `
a des incantations,
jetait des sorts et pr´eparait des potions, en fonction de sa vision d’un monde d’affinit´es et
de sympathies. Ce point de vue pouvait conduire `
a une magie sympathique, ou imitative,
qui poussait les hommes `a manger la chair d’un animal, afin de s’approprier certaines de ses
qualit´es, o`
u `a se vˆetir comme les animaux et `
a mimer leur capture et leur mort afin que leurs
chasses soient couronn´ees de succ`es. Dessiner et peindre des images d’animaux ou ex´ecuter
des figurines `a leur ressemblances revenait `
a s’approprier une partie de leur puissance; c’´etait
aussi les affaiblir et faciliter leur capture. Le monde magique ´etait un monde de rapports
plutˆot qu’un monde d’objets ind´ependants; il ´etait bas´e sur les interrelations de l’homme
avec la vie et avec les conditions qu’il trouvait autour de lui, dans un monde o`
u les forces
´etaient personnifi´ees et o`
u chaque chose exer¸cait une influence sp´ecifique.1

On peut affirmer que la magie a rempli un rˆole utile d’organisation et de pr´eservation des
connaissances pratiques. Par exemple, le rite magique associ´e au solstice d’hiver n’´etait peut-ˆetre
pas n´ecessaire pour que les jours ralongent effectivement, mais il avait au moins le m´erite de
codifier et de pr´eserver la connaissance du solstice. Par contre, les explications que la magie
fournissait des ph´enom`enes naturels, g´en´eralement bas´ees sur l’intervention de puissances divines,
n’´etaient pas f´econdes : elles ne permettaient pas de susciter des observations ou des techniques
nouvelles, contrairement `a ce qui est de nos jours attendu d’une th´eorie scientifique.
1

Tir´e de C. Ronan [60], p. 12.

2.2. L’origine des civilisations

5

Les connaissances magiques reposaient dans une caste particuli`ere d’individus : mages, prˆetres ou
sorciers, responsables de la communication avec les puissances divines. Au cours des mill´enaires,
les pratiques magiques ont connu de multiples diff´erentiations, certaines ´evoluant vers les religions
antiques (dont la mythologie des religions polyth´eistes) et d’autres vers des connaissances plus
pratiques relativement d´epourvues de spiritualit´e. Il reste qu’en tant que tentative de comprendre
et contrˆ
oler la Nature, la magie est l’ancˆetre de la science.
Si par science on entend un rejet de la magie et des causes surnaturelles au profit d’un ordre
naturel ind´ependant des volont´es divines, alors on peut avec justesse en faire remonter l’origine
aux Grecs. Il faut cependant rester prudent sur cette affirmation, car notre connaissance des
´
civilisations qui influenc`erent les Grecs (l’Egypte
et la M´esopotamie) est bien moins compl`ete
que notre connaissance de la civilisation grecque; les Grecs eux-mˆemes affirmaient qu’ils devaient
´
´enorm´ement `a l’Egypte.
Parce que la civilisation grecque a ´eventuellement domin´e les territoires
´
de l’Egypte et de la M´esopotamie, elle jette sur ces anciennes civilisations un voile myst´erieux que
seule l’arch´eologie, `a partir du d´ebut du XIXe si`ecle, a lev´e partiellement. Il faut garder `a l’esprit
que ce n’est pas suite aux d´ecouvertes arch´eologiques que ces antiques civilisations ont exerc´e une
influence sur nous, mais par l’interm´ediaire des Grecs et, dans une certaine mesure, par celui de
la Bible.
Il paraˆıt donc juste de jeter un coup d’oeil rapide sur l’´evolution des soci´et´es humaines jusqu’`a
l’aube de la civilisation grecque. C’est le but du reste de ce chapitre.

2.2 L’origine des civilisations
2.2.1 La pr´ehistoire
Il est conventionnel de faire d´ebuter l’histoire `a l’´epoque de l’invention de l’´ecriture. Notre
connaissance de la pr´ehistoire est donc bas´ee exclusivement sur l’analyse d’artefacts d´ecouverts
lors de fouilles arch´eologiques. La pr´ehistoire est divis´ee en diff´erentes p´eriodes caract´eris´ees par
des techniques particuli`eres :
Le pal´eolithique est l’´epoque la plus ancienne, caract´eris´ee par la technique de la pierre taill´ee et
un mode de vie nomade ignorant l’´elevage ou l’agriculture. Les humains vivaient alors de chasse et
de cueillette. Cette ´epoque d´ebute il y a trois millions d’ann´ees, bien avant que l’esp`ece humaine
ait atteint son apparence actuelle. Parmi les techniques d´evelopp´ees au cours du pal´eolithique,
signalons la domestication du feu, la fabrication de vˆetements et de contenants `a partir de
peaux animales, la fabrication d’outils de chasse et de canots. La domestication du chien date
probablement du pal´eolithique.
Le n´eolithique est d´efini `a l’origine par l’utilisation de la pierre polie, mais est surtout caract´eris´e par l’apparition de l’´elevage (domestication de la ch`evre, du porc et des bovid´es) et de
l’agriculture, donc par une s´edentarisation (au moins saisonni`ere) des populations. Les traces les
plus anciennes d’une population n´eolithique se trouvent au Moyen-orient et datent d’environ 9000
` cette ´epoque furent aussi d´evelopp´es l’art de la poterie, du tissage, de la
ans avant notre `ere. A
construction en pierre. L’invention de la roue remonte `a cette p´eriode. L’invention de l’agriculture
constitue peut-ˆetre la plus grande r´evolution dans l’´evolution de la race humaine. Outre la
s´edentarisation des populations, elle a aussi n´ecessit´e une planification `a long terme du travail.
Le mythe biblique de la chute de l’Homme – qui se retrouve aussi dans d’autres mythologies
que l’h´ebra¨ıque – est un souvenir de cette invention, par laquelle d´esormais les humains devaient
travailler la terre `a la sueur de leur front pour survivre, travail heureusement compens´e par une
relative stabilit´e dans l’alimentation.

6

2. Les origines

L’apparition des premiers fourneaux co¨ıncide avec le d´ebut de l’ˆage des m´etaux. Les premiers
m´etaux furent natifs (or, argent et cuivre) et utilis´es principalement `a des fins d´ecoratives. Le
cuivre fut ensuite extrait de ses minerais, ce qui est plus difficile, et combin´e en alliage avec
l’´etain pour former le bronze (ou airain), m´etal `a la fois plus dur et ayant un point de fusion
plus bas que le cuivre. Cet ˆage des m´etaux co¨ıncide approximativement avec l’apparition des
premi`eres civilisations, mais n’est pas un pr´erequis technique oblig´e, car les outils de pierre
sont encore pr´edominants `a cette ´epoque. D’ailleurs, les civilisations pr´ecolombiennes (Mayas,
Azt`eques, Incas) n’utilisaient les m´etaux que comme ornements.
La m´etallurgie, mˆeme primitive, est une activit´e relativement sophistiqu´ee demandant un sens
aig¨
u de l’observation et une forme ´evolu´ee de transmission des connaissances. Cependant, elle
ne n´ecessite pas une connaissance ´etendue, rationnelle et syst´ematique de la nature : c’est une
technique et non une science.

2.2.2 L’apparition de la civilisation
Le mot “civilisation” d´erive du latin civis qui veut dire “citoyen”. Il sous-entend donc une soci´et´e,
un regroupement de populations dans lequel chaque personne a un rˆole d´etermin´e : les tˆ
aches y
sont sp´ecialis´ees et les rapports entre individus sont r´egis par des r`egles organis´ees autour d’un
lien d’autorit´e.
On s’accorde `a penser que les premi`eres civilisation sont n´ees de l’organisation `a grande ´echelle de
l’agriculture, sur les rives des grands fleuves du Moyen-Orient (Nil, Euphrate, Tigre, Indus) et de
la Chine. L’agriculture `a proximit´e des grands fleuves b´enificie d’une terre facile `a travailler et de
la crue des eaux, qui doit ˆetre mise `a profit par des travaux d’irrigation consid´erables. La mise en
commun des ressources et l’organisation du travail sont alors n´ecessaires et donnent un avantage
certain aux populations travaillant de concert. L’apparition des villes est une cons´equence de la
civilisation (et non une cause) car (i) elle demande une sp´ecialisation du travail suffisante pour
justifier une agglom´eration d’artisans, de marchands et de non-paysans en g´en´eral et (ii) elle
n´ecessite des surplus agricoles importants afin de nourrir cette population.
La p´eriode historique comme telle d´ebute avec l’invention de l’´ecriture, vers 3000 ans avant
´
notre `ere, en M´esopotamie et en Egypte.
Avec l’´ecriture apparaˆıt la classe des scribes, ceux
qui maˆıtrisent cet art compliqu´e et qui peuvent d´esormais transmettre les connaissances de
mani`ere plus pr´ecise et permanente que par tradition orale. L’´ecriture semble ˆetre n´ee directement
du besoin de tenir un inventaire des produits agricoles, et donc fut utilis´ee premi`erement en
conjonction avec les premiers syst`emes de num´eration.

2.2.3 L’ˆage du fer
´
L’Egypte
et la M´esopotamie ´etaient des civilisations de l’ˆage du bronze. Ces civilisations furent
´ebranl´ees au milieu du deuxi`eme mill´enaire avant notre `ere par l’arriv´ee de l’ˆage du fer, dont la
signification historique fut immense. Le fer est plus difficile `a travailler que le bronze, en raison
de sa plus grande temp´erature de fusion, requ´erant des fours plus sophistiqu´es. Notons que le
bronze ´etait coul´e dans des moules, alors que le fer n’´etait que ramolli et forg´e.2 Par contre, le
minerai de fer est beaucoup plus abondant que le minerai de cuivre. Pendant l’ˆage du bronze, la
raret´e du m´etal en faisait un objet de luxe, apanage des nobles et des guerriers. Les paysans ne
poss`edaient que des outils de pierre rendant difficile toute agriculture en dehors de zones ´etroites
´
pr`es des rivi`eres, o`
u la terre est facile `a travailler, telles l’Egypte
et la M´esopotamie. Dans ces
2

La fonte du fer n´ecessite des fours plus efficaces encore, et ne fut r´ealis´ee que plus tard, premi`erement en
Chine (IIe si`ecle avant notre `ere) et en Inde avant d’atteindre le Moyen-Orient et l’Europe.

´
2.3. L’Egypte

7

pays, l’agriculture ´etait une entreprise d’´etat en raison des travaux communautaires importants
qu’elle impliquait (irrigation, distribution, etc.). La technologie limit´ee du bronze a donc impos´e
un syst`eme social rigide et stable, fond´e sur des ´etats puissants et comportant aussi des villes
importantes.
L’arriv´ee du fer a d´emocratis´e l’outillage en m´etal. Le fer a permis d’´etendre l’agriculture `a
des r´egions autrement couvertes de forˆets, comme l’Europe, o`
u le climat ne demandait pas
d’importants travaux d’irrigation. Il a ainsi rapetiss´e l’unit´e sociale minimale, car l’agriculture
ne demandait plus d’organisation sociale lourde. Comme elle a aussi r´epandu l’usage d’armes
tr`es efficaces, l’arriv´ee du fer a entraˆın´e une p´eriode de chaos assez s´ev`ere, ponctu´ee de guerres
incessantes. Il est probable que les habitants de l’ˆage du fer aient consid´er´e avec nostalgie les
civilisations plus stables et en apparence plus riches de l’ˆage du bronze. Cependant, le fer a
permis de nombreuses innovations techniques et ´economiques, notamment en navigation, qui ont
peu `
a peu favoris´e l’´eclosion de nouvelles civilisations : Hittites, Ph´eniciens et surtout Grecs.
En somme, l’av`enement de l’ˆage du fer est comparable en importance `a la chute de l’empire
romain : une p´eriode de relative obscurit´e et de chaos, suivie d’une p´eriode de progr`es techniques
et finalement de l’´eclosion d’une civilisation encore plus prosp`ere et diversifi´ee que la pr´ec´edente.

´
2.3 L’Egypte
´
L’Egypte
dans l’histoire
´
L’Egypte fut l’hˆote, avec la M´esopotamie, de la premi`ere grande civilisation de l’Antiquit´e. Ce
pays est enti`erement d´ependant de son art`ere, le Nil, et de ses crues annuelles qui fertilisent le sol.
´
Les rois qui r´egn`erent sur l’Egypte
(pharaons) furent classifi´es par les historiens de l’Antiquit´e
en trente dynasties. Le premier pharaon (premi`ere dynastie) fut M´en`es (ou Narmer) qui unifia la
´
´
Haute-Egypte
et la Basse-Egypte.
La chronologie approximative du pouvoir ´egyptien est indiqu´ee
au tableau 2.1.
Caract`
ere des connaissances ´
egyptiennes
´
L’Egypte ancienne ´etait un ´etat monarchique centralis´e. Les scribes, sorte de fonctionnairescomptables, ´etaient responsables de l’inventaire et de la distribution des r´ecoltes et c’est entre
leurs mains que reposait le savoir transmissible des ´egyptiens, en particulier en math´ematiques.
Paradoxalement, l’´epoque la plus f´econde en inventions techniques est l’Ancien empire (l’´epoque
des grandes pyramides). Par exemple, les grandes pyramides de Ch´eops et de Ch´ephren ont leur
faces orient´ees vers les quatre points cardinaux avec une pr´ecision de 20 2800 et nous ignorons
´
comment les constructeurs y sont parvenus.3 Nous ignorons aussi comment les Egyptiens
ont
´rodote (−484/ − 425) ´ecrit que 100 000
r´eussi `
a assembler ces monuments. L’historien grec He
hommes travaill`erent pendant 20 ans `a la construction de la pyramide de Ch´eops, mais celui-ci
est souvent peu fiable quand il cite des nombres.
´
Platon traite les Egyptiens
de “peuple de boutiquiers”4 , caract´eris´e par un “amour de la richesse”
et non un amour de la science. Les connaissances ´egyptiennes avaient en effet un caract`ere
´
technique et utilitaire. Les Egyptiens
n’ont pas senti le besoin d’´elaborer un syst`eme coh´erent de
la Nature.
3

Les pr´etendues correspondances entre les dimensions de la grande pyramide et celles du syst`eme solaire
sont non fond´ees.
4
Napol´eon a dit la mˆeme chose des Anglais.

8

2. Les origines

Tableau 2.1 Chronologie politique de l’Egypte.
−3000/ − 2778

Dynasties I et II.

−2778/ − 2263

Ancien empire.
Dynasties III-VI.
Pyramides de Giza. Imhotep.

−2263/v. − 2065 Premi`ere p´eriode interm´ediaire. Guerres civiles.
Dynasties VII-XI.

−2065/ − 1785

Moyen empire.
dynastie XII.

−1785/ − 1580

Deuxi`eme p´eriode interm´ediaire.
Domination des Hyksos.
Dynasties XIII-XVII.

−1580/ − 1085

Nouvel empire.
Dynasties XVIII-XX.
Pharaons Am´enophis, Toutm`es, S´eti, Rams`es.
Temples de Karnak, Louxor, vall´ee des rois.

−1085/ − 664

D´ecadence de l’empire.
Dynasties XXI-XXV.

−664/ − 525

Invasion assyrienne.
Dynastie XXVI (sa¨ıte).

−525/ − 332

Domination perse, intercal´ee d’une p´eriode d’ind´ependance.
Dynasties XXVII-XXX.

−332/ − 31

Conquˆete d’Alexandre : ´epoque hell´enistique ou ptol´ema¨ıque (rois lagides).
Alexandrie.

−31/642

P´eriode romaine et byzantine, achev´ee par la conquˆete arabe en 642.

Les math´
ematiques
Les documents parvenus jusqu’`a nous d´emontrent une absence de raisonnement dans les math´ematiques ´egyptiennes. Ils sont remplis d’exemples d’applications de r`egles pratiques de calcul.
´
Les Egyptiens
ont un syst`eme de num´eration juxtapositionnel (analogue aux chiffres romains):
ils ont des signes pour l’unit´e, la dizaine, la centaine, etc. et r´ep`etent les symboles le nombre de
fois requis.5 L’importance du nombre 10 provient vraisemblablement de nos dix doigts, utilis´es
´
pour compter depuis les temps pr´ehistoriques. Les Egyptiens
ne connaissent que les entiers, les
fractions unitaires (de la forme 1/n, o`
u n est un entier) ainsi que la fraction 2/3. Toutes les autres
fractions doivent ˆetre r´eduites `a des combinaisons de ces derni`eres.6
´
Les Egyptiens
peuvent r´esoudre des ´equations lin´eaires, par la m´ethode dite des “fausses positions”, qui consiste `a deviner une solution et `a la corriger au besoin.7
´
H´erodote attribue aux Egyptiens
l’invention de la g´eom´etrie. En fait, leurs connaissances g´eom´etriques sont purement pratiques et empiriques. Ils savent comment calculer l’aire d’un rectangle,
5
6
7

Voir [18], p. 14. Voir aussi [35], chap. 14.
Voir [18], pp. 14-15, pour un exemple de calcul.
Voir [18], p. 75.

´
2.3. L’Egypte

9

1=

4=

10 =

36 =

100 =
7325 =
1000 =
Figure 2.1. Exemples de num´eration juxtapositionnelle ´egyptienne. Chaque puissance
de dix poss`ede son symbole, jusqu’`
a 106 .

d’un trap`eze, d’un triangle. Ils savent que le volume d’une pyramide est 13 Bh (B: base, h:
hauteur). Notons que la d´emonstration de cette derni`ere formule n´ecessite un raisonnement `a la
´
base du calcul int´egral, mais nous ne savons pas comment les Egyptiens
y sont parvenus. Ceux-ci
16 2
´
adoptent la valeur π ≈ ( 9 ) = 3, 1605 . . .. En g´en´eral, les Egyptiens sont plus forts en g´eom´etrie
qu’en arithm´etique, en raison de leur syst`eme de num´eration d´eficient.
L’astronomie
´
Les Egyptiens
distinguent les plan`etes des ´etoiles. Ils disposent d’instruments de mesure rudimentaires des positions astronomiques.8 Ils savent que la crue du Nil co¨ıncide avec le lever h´eliaque
de Sirius (Sothis). Ils disposent du meilleur calendrier de l’Antiquit´e : une ann´ee divis´ee en 12
mois de 30 jours, plus 5 jours dits ´epagom`enes. Ce calendrier sous-estime d’environ 6 heures la
dur´ee de l’ann´ee et m`ene `a des “solstices flottants” (ann´ee errante), c’est-`a-dire `a un d´ecalage
progressif des saisons (une saison de recul `a tous les 360 ans, environ). Ce sont les rois lagides
qui demanderont la mise au point d’un nouveau calendrier, avec une ann´ee bissextile tous les
quatre ans pour corriger la situation. Ce calendrier fut impos´e par C´esar en –47, d’o`
u son nom de
calendrier julien.
´
Les Egyptiens
mesuraient le temps `a l’aide de cadrans solaires durant le jour et de clepsydres
´
(horloges `a eau) pendant la nuit. Ces derni`eres ´etaient tr`es impr´ecises, car les Egyptiens
ne
connaissaient pas la relation entre le niveau de l’eau et la pression exerc´ee au fond du r´ecipient.
Les clepsydres furent am´elior´ees `a l’´epoque gr´eco-romaine, en particulier par le Grec Ct´esibios, et
furent la forme d’horloge la plus utilis´ee sous l’empire romain.
La m´
edecine
Notre connaissance de la m´edecine ´egyptienne, comme des autres volets de cette civilisation, est
bas´ee surtout sur la d´ecouverte de nombreux papyrus o`
u des diagnostics et des traitements sont
consign´es. Le fondateur l´egendaire de la m´edecine ´egyptienne est le m´edecin-architecte Imhotep,
au service du pharaon Djˆoser, qui v´ecu vers −2800/ − 2700. Ce personage fut plus tard divinis´e
et reconnu comme le dieu de la m´edecine.
La m´edecine ´egyptienne est hybride : d’une part elle contient une forte dose de magie; des incantations prononc´ees par le m´edecin sont suppos´ees apporter par elles mˆemes la gu´erison, mˆeme si elles
sont souvent accompagn´ees de cataplasmes ou de potions. D’autre part, l’utilisation de drogues
d´ecouvertes empiriquement semble ´egalement importante. Fait significatif, le m´edecin ´egyptien
n’est pas un prˆetre, mais un artisan, dont le savoir doit ˆetre transmis de fa¸con h´er´editaire : on est
m´edecin de p`ere en fils, comme on est scribe, ou armurier, ou cordonnier de p`ere en fils.
8

Voir [74], vol. I, p. 44.

Planche 1 : Carte de l’Orient antique.
E

EGYPTE

Memphis

Alexandrie

JUDÉE

Jérusalem

IE

LIC

CHYPRE

CI
Édesse

Damas

ARABIE

SYRIE

Antioche

ASIE MINEURE

e

Bagdad

M
TA
PO
SO
Babylone

Eu
ph
rat

Ninive

ASSYRIE

ARMENIE

E
M

Cyrène

PHRYGIE

LYDIE

I
ION

Mer Intérieure

CRÈTE

mer Égée

CAPPADOCE

Pont-Euxin

re

LYBIE

M

O
ÉD
C
A

PHE
NIC
IE

THRACE

Tig

PERSE
Gondeshapur

SUMER

IE

Nil

E
IN

10
2. Les origines

2.4. La M´esopotamie

11

´
Il semble que la chirurgie ´egyptienne ait ´et´e sup´erieure a` la m´edecine. Les Egyptiens
savaient
comment recoudre des plaies; ils proc´edaient `a des obturations dentaires avec de l’or; ils r´eparaient
les fractures en repla¸cant les os et en les maintenant `a l’aide d’´eclisses de bois.

2.4 La M´esopotamie
La M´
esopotamie dans l’histoire
La M´esopotamie est le “pays entre deux fleuves”:9 le Tigre et l’Euphrate. La M´esopotamie
´
n’a pas, en g´en´eral, connu l’unit´e politique de l’Egypte,
mais il s’y d´evelopppa une civilisation
aussi ancienne que sur les rives du Nil. La chronologie ci-dessous est donc toute approximative
et n’´evoque que les courants principaux. L’utilisation de briques plutˆot que de pierres dans la
construction des grands bˆatiments a fait que la civilisation m´esopotamienne n’a pas laiss´e de
traces aussi durables que l’´egyptienne. A partir du milieu du XIXe si`ecle, les arch´eologues ont
d´ecouvert les ruines de plusieurs cit´es enfouies, telles Our, Babylone (Babel), Ninive, qui ont
progressivement r´ev´el´e l’ampleur de la civilisation m´esopotamienne.
La plus ancienne civilisation de M´esopotamie s’est d´evelopp´ee `a proximit´e des embouchures des
fleuves, vers −3000, dans la r´egion qu’on appelle Sumer. La majeure partie des connaissances
techniques de la M´esopotamie semble dater de l’´epoque des Sum´eriens, soit le troisi`eme mill´enaire
avant notre `ere. On ignore l’origine du peuple sum´erien, mais au deuxi`eme mill´enaire, des peuples
s´emites venus de l’ouest s’installent dans la r´egion et le pouvoir se d´eplace un peu vers le nord; la
ville de Babylone (ou Babel) devient le centre le plus important. 10
Au milieu du deuxi`eme mill´enaire, des peuples connaissant l’usage du fer (les Hittites) envahissent
la M´esopotamie et par la suite, au premier mill´enaire, le pouvoir se d´eplace vers le nord, dans
la r´egion connue sous le nom d’Assyrie. Les Assyriens, renomm´es pour leur cruaut´e, ´etablirent
´
une domination militaire sur tout l’Orient (incluant l’Egypte
pendant un certain temps). Les
Assyriens conserv`erent la langue et l’´ecriture des Babyloniens. La majeure partie des documents
´ecrits que nous poss´edons sur la M´esopotamie provient de fouilles effectu´ees en Assyrie.
Au premier mill´enaire, un peuple install´e en Syrie, les Aram´eens, finit par imposer sa langue
dans tout l’Orient (l’aram´een ´etait la langue maternelle de J´esus). Dans cette langue, les peuples
habitant la basse M´esopotamie s’appelaient eux-mˆeme Kaldou, qui devint Kaldaioi en grec et
Chald´eens en fran¸cais. Pour cette raison, la basse M´esopotamie est souvent appel´ee Chald´ee
et ses habitants Chald´eens, sans ´egard `a la p´eriode historique envisag´ee. Dans l’Antiquit´e, le
mot “chald´een” d´esigne aussi un astrologue, car la pratique de l’astrologie est originaire de
M´esopotamie.
` la suite de la destruction de l’empire assyrien par les M`edes, un peuple indo-europ´een habitant
A
l’Iran actuel, Babylone sera le centre, pendant environ un si`ecle, d’un empire puissant dont
Nabuchodonosor sera le roi le plus connu. Cet empire sera finalement abbatu en −538 par les
Perses et les M`edes, qui fondent un empire multinational dans tout l’Orient (des fronti`ere de l’Inde
a celles de la Gr`ece). Cet empire, souvent surnomm´e ach´em´enide, dut nom de la dynastie qui le
`
9

Du grec meso-potamios (µεσο−ποταµιος) : “entre deux fleuves”.
Rappelons que, d’apr`es la Gen`ese, le peuple h´ebreu est originaire d’Our, en Sumer. D’ailleurs, les mythes
de la Cr´eation et du D´eluge qu’on retrouve dans la Bible sont tir´es de mythes summ´eriens encore plus anciens.
En particulier, des preuves arch´eologiques irr´efutables du D´eluge, sorte d’inondation prolong´ee ayant affect´e
toute la basse M´esopotamie vers −3200, ont ´et´e mises `
a jour dans les ann´ees 1920.

10

12

2. Les origines

Tableau 2.2 Chronologie politique de la M´esopotamie.
?/ − 2400

Sumer.

−2400/ − 2200 Contrˆole par les S´emites venus de l’ouest. Empire de Sargon d’Akkad.
−2200/ − 2000 Apog´ee de la civilisation sum´erienne. Absorption progressive de ce peuple
par les s´emites.

−2000/ − 1650 Royaumes s´emites de Babylone, Mari, etc. Roi Hammourabi (vers −1780).
−1650/?

Suj´etion de la M´esopotamie `
a des peuples ´etrangers (Hittites, Hourrites,
Cassites).

?/ − 615

Domination de l’Assyrie.
Rois Assourbanipal et Sargon. Pouss´ee des Aram´eens de l’ouest.

−615/ − 539

Empire n´eo-babylonien.
Nabuchodonosor.

−538/ − 330

Domination des Perses (dynastie ach´em´enide).

−330/ − 104

Domination des Grecs (dynastie s´eleucide).

−104/226

Domination des Parthes (dynastie arsacide).

226/651

Domination des Perses (dynastie sassanide), termin´ee par la conquˆete arabe.

gouverna, adopta l’aram´een comme langue officielle. Il sera `a son tour conquis par Alexandre le
Grand vers −330.
Les connaissances chald´eennes nous sont parvenues principalement sous la forme de tablettes de
terre cuite couvertes de caract`eres dits cun´eiformes (en forme de coin), parce qu’imprim´es avec un
roseau taill´e. Cette ´ecriture a ´et´e utilis´ee pendant plus de 3000 ans, `a partir de −3500. On poss`ede
des centaines de milliers de telles tablettes, trouv´ees lors de multiples fouilles arch´eologiques, en
particulier `a Ninive, capitale de l’Assyrie (l’un de ses rois, Assourbanipal, ´etait c´el`ebre pour
la grandeur de sa biblioth`eque). Les constructions m´esopotamiennes en brique ´etaient moins
durables que les monuments ´egyptiens en pierre, mais les tablettes en terre cuite sont beaucoup
plus durables que les documents ´egyptiens ´ecrits sur papyrus et nous disposons donc de beaucoup
plus de documents m´esopotamiens que de documents ´egyptiens.
Les math´
ematiques
La force des math´ematiques chald´eennes r´eside dans leur syst`eme de num´eration positionnel, `a
base 60 (sexag´esimal). La division du cercle en 360 degr´es, du degr´e en 60 minutes et de la
minute en 60 secondes (et pareillement pour les unit´es de temps) remonte aux Chald´eens, qui
l’ont transmis aux Grecs. Les Chald´eens ignorent le z´ero (sauf `a l’´epoque s´eleucide), ce qui rend
leur notation ambig¨
ue. Ils appliquent leur syst`eme de num´eration aux fractions.
Les Chald´eens peuvent aussi ˆetre consid´er´es comme les fondateurs de l’alg`ebre, mˆeme s’ils ne
poss`edent pas de notation particuli`ere pour les inconnues et les op´erations : les probl`emes sont
pos´es en langage courant.
• Ils connaissent la solution de l’´equation quadratique (sans les racines imaginaires, n´egatives ou
irrationnelles).
• Ils utilisent le concept de fonction (sans le nommer), car ils ont des tables de correspondance
entre une variable et une autre, notamment dans leurs ´eph´em´erides.

2.4. La M´esopotamie

13

=1

= 21

=3

= 60

=8

= 80

= 10

= 1/2 = 30/60

Figure 2.2. Exemples de num´eration positionnelle chald´eenne. Notons que le symbole
repr´esentant 12 (c’est-`a-dire 30/60) est le mˆeme que pour 30, en raison de l’absence
de point d´ecimal. De mˆeme, les nombres 1 et 60 ont des symboles identiques. C’est le
contexte qui d´etermine o`
u se trouve le point d´ecimal!

• Ils r´eduisent les probl`emes de g´eom´etrie `a des probl`emes de calcul (d’alg`ebre). Ils connaissent
le “th´eor`eme de Pythagore” mais n’ont aucune g´eom´etrie du cercle (ils adoptent π ≈ 3).
L’astronomie
La magie et l’astrologie jouaient un rˆole social important en M´esopotamie. Par cons´equent les
observations astronomiques des Chald´eens furent nombreuses. Les savants du temps d’Alexandre
le Grand disposaient des observations babyloniennes faites 1900 ans auparavant!
• Les Chald´eens utilisaient un calendrier lunaire. Comme la p´eriode de la Lune (29 j., 12h.,
44 min., ou 29,531 jours) est incommensurable avec l’ann´ee et que la rotation de la Lune
autour de la Terre pr´esente certaines irr´egularit´es, il ´etait tr`es important pour les Chald´eens
de poss´eder des ´eph´em´erides pr´ecises sur la position de la Lune. Ils conclu`erent que l’ann´ee
22
mois lunaires, soit 365,20 jours. Ceci est remarquablement proche de la
solaire est de 12 60
r´ealit´e (365,26 jours).
• Ils pouvaient pr´edire les ´eclipses de Lune et les possibilit´es d’´eclipse de Soleil (c’est-`a-dire
qu’ils pouvaient dire quand une ´eclipse de Soleil avait de bonnes chances de se produire, sans
n´ecessairement r´eussir `a tous les coups). Rappelons que les ´eclipses ne se produisent pas `a tous
les mois car l’orbite lunaire est l´eg`erement inclin´ee (5◦ ) par rapport `a l’´ecliptique.
• Ils sont les auteurs du Zodiaque et de sa division en douze constellations.
• Ils ont observ´e les positions des plan`etes, sans toutefois ´elaborer une th´eorie pour les expliquer.11

11

Ceci constitue une forme de positivisme avant la lettre.

14

2. Les origines

–1000

–500

Grèce
archaïque
Alexandre le Grand

Assyrie
Zarathoustra
Bouddha

–500
Aristote
Euclide

1500

Ptolémée

Croisades

science
arabe

chiffres indiens

Islam

Christianisme

Perse
sassanide

invasions
barbares

Byzance

Rome

1

Renais- Moyen-âge occidental
sance

1000

–1500

–1000

1

500

–2500

–2000

Age du Fer

Moïse

Grèce classique

Mésopotamie

–1500

pyramides

Babylone

Empire
perse

–2000

Moyen
empire

Égypte

Sumer

Nouvel empire

–2500

–3000
Ancien empire

–3000

Christophe Colomb
Champlain

Révolution industrielle
2000

Planche 2 : Chronologie sommaire de l’histoire de l’humanit´e.

500

1000

1500
Galilée/Descartes
Newton
Darwin
Einstein

2000

CHAPITRE 3

La science grecque

3.1 G´en´eralit´es sur la science grecque
´
3.1.1 Etendue
de la civilisation grecque dans l’histoire
Ceux qu’on appelle les Grecs, mais qui s’appellent eux-mˆeme Hell`enes (Ελληνος), sont d’origine
indo-aryenne et ont peupl´e la Gr`ece actuelle vers l’an –2000 (Ioniens et Ach´eens) ou vers l’an
–1100 (Doriens). Les Ioniens ont ´et´e en contact avec les civilisations ant´erieures (Cr`ete) et ont
d´evelopp´e un sens du commerce et de la navigation. Ils ont ´et´e refoul´es sur les cˆotes de l’Asie
mineure par les Doriens caract´eris´es par une soci´et´e de type militaire peu int´eress´ee par le
` l’origine les H´ell`enes s’organis`erent en petits royaumes ind´ependants (cit´es). La
commerce. A
royaut´e fit place `a l’aristocratie avec l’apparition de grands propri´etaires terriens (nobles).
Durant l’´epoque archa¨ıque (–750/–500) l’´economie mercantile se d´eveloppa et la bourgeoisie
fit son apparition. La mont´ee de la bourgeoisie (par rapport `a l’aristocratie) s’accompagna de
changements politiques et de luttes intestines. Des tyrans 1 enlev`erent le pouvoir aux aristocrates
et favoris`erent la bourgeoisie et en mˆeme temps l’´eclosion des sciences et de la philosophie.
` cette ´epoque, plusieurs cit´es fond`erent des colonies autour de la mer Eg´
´ ee, en Italie du sud
A
(Grande Gr`ece), en Sicile. La seule cit´e de Milet fonda 80 colonies, dont Naucratis, sur le delta
du Nil. Parmi les colonies de Phoc´ee figure Massalia (Marseille), fond´ee vers –600. La civilisation
grecque se r´epandit sur presque toute la M´editerran´ee et sur la mer Noire. Cependant, aucune
unit´e politique ne se r´ealisa et chaque cit´ee ´etait ind´ependante, mˆeme si les colonies conservaient
souvent un lien de fid´elit´e `a la cit´e m`ere (m´etropole).
L’´epoque suivante (–500/–338) est la p´eriode dite classique. Le syst`eme d´emocratique se r´epand.
L’Ionie est conquise par les Perses et la Gr`ece continentale lutte contre ces derniers (guerres
m´ediques). Des guerres civiles font rage entre diverses cit´es, en particulier entre Ath`enes et
Sparte (guerres du P´elopon`ese). Cette ´epoque marque l’apog´ee de la culture grecque classique en
litt´erature et dans les arts. C’est aussi l’´epoque de Socrate, de Platon et d’Aristote.
Apr`es –338, la Gr`ece entre sous domination mac´edonienne mais sa civilisation se r´epand dans
tout l’Orient par les conquˆetes d’Alexandre le Grand. Apr`es la mort de ce dernier en −323, des
´
royaumes grecs se partagent l’Orient (l’Egypte
des Ptol´em´ees, la Syrie des S´eleucides) et des
´
villes grecques s’´epanouissent : Alexandrie en Egypte,
Antioche, Pergame, etc. La langue grecque
2
devient la langue de communication en M´editerran´ee. C’est l’´epoque hell´enistique.
1
2

turranos (τυραννος) signifie “maˆıtre”.
le grec devint la langue commune, ou koinˆe (κοινη).

16

3. La science grecque

Progressivement, `a partir du –IIe si`ecle, Rome conquiert tout le bassin m´editerran´een, en raison
probablement de sa culture politique et militaire sup´erieure. Le grec restera cependant la langue
de communication en M´editerran´ee orientale jusqu’`a la conquˆete arabe (VIIe si`ecle). Les Romains
ont ´et´e compl`etement domin´es par la culture grecque. Peuple ´eminemment pratique domin´e par
une aristocratie, ils ne se sont pas adonn´es `a la philosophie sp´eculative comme les Grecs l’ont fait
et leur apport `a la science est n´egligeable, en comparaison.

3.1.2 Caract`ere de la science grecque
La science grecque est caract´eris´ee avant tout par une souci d’intelligibilit´e : on voulait comprendre les ph´enom`enes en les ins´erant dans un syst`eme. Elle est aussi caract´eris´ee par l’usage
de raisonnements logiques (ou plausibles), mais en g´en´eral tr`es sp´eculatifs. Les Grecs sont avant
`
tout d’excellents dialecticiens, c’est-`a-dire qu’ils s’efforcent de convaincre leurs interlocuteurs. A
l’´epoque de Socrate, plusieurs soi-disant philosophes, appel´es sophistes, ´etaient des experts en
persuasion qui vendaient leurs services et leurs connaissances et qui n’h´esitaient pas `a utiliser
des raisonnements faux et trompeurs dans le seul but de convaincre.3 Aujourd’hui encore, le mot
sophisme d´esigne un raisonnement vici´e, bas´e sur de fausses pr´emisses ou sur une confusion de
sens. L’une des tˆaches principales des grands philosophes grecs sera l’assainissement de la logique
et de la dialectique.
Il reste que les Grecs se distinguent nettement de leur pr´ed´ecesseurs orientaux par ce goˆ
ut de
la philosophie sp´eculative et de la g´eom´etrie. L’id´ealisation et la capacit´e d’abstraction sont
a l’honneur, le revers de la m´edaille ´etant un sens pratique moins d´evelopp´e (sauf `a l’´epoque
`
hell´enistique) et l’absence d’exp´eriences. Si les observations soign´ees furent fr´equentes (surtout
chez Aristote et les astronomes), les Grecs ne firent pratiquement pas d’exp´eriences scientifiques
au sens o`
u on l’entend de nos jours.
Nous diviserons la science grecque en trois p´eriodes, correspondant aux ´epoques archa¨ıque, classique et hell´enistique. Les philosophes de la premi`ere ´epoque sont qualifi´es de pr´esocratiques,
parce que pr´ec´edant Socrate (–470/–399).
Quelles sont les causes de l’essor de la science sous les Grecs? Il est difficile de r´epondre `a cette
question et plusieurs opinions `a ce sujet ont ´et´e formul´ees, sans qu’aucune ne soit enti`erement
satisfaisante :
• On cite souvent une cause ´economique et sociologique : le commerce, l’artisanat et la navigation ont tenu une place pr´epond´erante dans l’´economie grecque, en particulier en Ionie.
Les besoins techniques auraient alors stimul´e les r´eflexions sur la Nature. Le d´efaut de cette
explication est que la Gr`ece pr´e-hell´enistique n’a pas fait preuve d’une plus grande innovation
´
technique que l’Egypte
`a la mˆeme ´epoque. D’autre part, la plupart des philosophes, tels Platon
et Aristote, semblent avoir d´emontr´e un m´epris relatif `a l’´egard des artisans et des activit´es
manuelles en g´en´eral.
• Une autre explication avanc´ee est l’utilisation par les Grecs d’une ´ecriture alphab´etique,
´
contrairement aux Egyptiens.
Ce type d’´ecriture s’apprend plus facilement et est donc
plus largement r´epandu dans la population, au lieu d’ˆetre r´eserv´e `a une classe de scribes.
L’alphab´etisation plus large aurait favoris´e l’´eclosion de la pens´ee abstraite. On peut alors
se demander pourquoi cet essor scientifique ne s’est pas produit dans d’autres culture alphab´etiques, comme la Ph´enicie.
• Une autre explication, qui peut ˆetre conjugu´ee `a la pr´ec´edente, tient au r´egime d´emocratique
des Grecs, intimement li´e `a la petitesse des ´etats grecs. Un tel r´egime entraˆıne de nombreux
d´ebats et favorise l’apprentissage de l’art de convaincre par des moyens rationnels (dialectique).
3

Les sophistes ´etaient en quelque sorte les publicitaires de l’´epoque.

Planche 3 : Le monde grec.

Agrigente

Gela

SICILE

Élée

Paestum

Crotone

Sybaris

Tarente

Mer Ionienne

Mer Intérieure

Syracuse

Grande
Grèce
Epire

Abdère

Athènes

CYTHÈRE

Eu

e

Stagire

Thèbes

Olympie Corinthe

lop
on

s
Sparte e

Delphes

es
sa
lie

Th

Macédoine

CRÈTE

Troie

COS

Mysie

Cnide

Milet

RHODES

Éphèse

Ionie

Phrygie
Carie

Magnésie
Smyrne
Lydie

Phocée

Byzance

Pont-Euxin

Propontide

Pergame

Lampsaque

Thrace

SAMOS

NAXOS

ANDROS

CHIOS

LESBOS

LEMNOS

M
e
r Ég
ée

Rome

3.1. G´en´eralit´es sur la science grecque
17

18

3. La science grecque

Cette importance de la dialectique impr`egne toute la litt´erature philosophique grecque, en
particulier celle ´ecrite sous forme de dialogue.
• Une autre explication repose sur l’ouverture de la soci´et´e grecque envers les autres cultures
et les id´ees nouvelles, en particulier aux confins du monde grec, dans les colonies ioniennes et
italiennes, o`
u r´egnait un esprit d’initiative propre aux pays jeunes et nouveaux. C’est en effet
dans ces jeunes colonies que les philosophes de l’´epoque pr´esocratique sont les plus pr´esents.
• Enfin, une derni`ere explication, plus simpliste, repose sur le fait que les Grecs ont fini par
dominer tout l’Orient ancien par les conquˆetes d’Alexandre et qu’ils ont si efficacement assimil´e
´
et masqu´e les cultures scientifiques ant´erieures `a la leur (Egypte
et M´esopotamie) qu’on a
tendance `a exag´erer leur originalit´e. Les historiens et doxographes grecs feraient preuve de
chauvinisme en attribuant `a d’anciens philosophes grecs des d´ecouvertes connues auparavant
´
des Egyptiens
et des Chald´eens.

3.2 Les pr´esocratiques
3.2.1 Les premiers philosophes ioniens
Les premiers philosophes grecs connus n’habitaient pas la Gr`ece proprement dite, mais la
p´eriph´erie du monde grec, notamment l’Ionie et l’Italie du sud. La ville de Milet ´etait la plus
importante d’Ionie et fut la patrie de plusieurs philosophes de cette p´eriode. Les oeuvres ´ecrites
par ces philosophes, si elles ont jamais exist´e, ne nous sont pas parvenues. Nous ne connaissons
leurs id´ees que par les commentaires ult´erieurs d’autres philosophes (dont Aristote) ou de commentateurs appel´es justement doxographes, dont Diog`ene La¨erce, qui vivait au IIIe si`ecle de notre
`ere.
La caract´eristique principale des philosophes ioniens est leur mat´erialisme : ils proposent une explication des ph´enom`enes naturels sans avoir recours `a l’intervention des dieux, mais uniquement
par le jeu naturel de la mati`ere. Leurs th´eories, quoique floues et primaires, ne d´emontrent pas
moins le besoin de comprendre l’Univers `a partir d’un principe unificateur appel´e arkˆe (αρκη),
ou principe premier. Ils sont les inventeurs du concept de Nature, en grec physis (ϕυσισ), en tant
que distincte du monde surnaturel.
Thal`
es de Milet
`s de Milet, l’un des “sept sages” de la Gr`ece antique. Il
Le premier philosophe connu est Thale
vivait au VIIe ou au VIe si`ecle avant notre `ere. Selon Diog`ene La¨erce (ref. [22]),
Le premier il dessina la course du soleil d’un solstice `
a l’autre, et d´emontra que compar´ee
au soleil, la lune en est la cent vingti`eme partie. C’est encore lui qui fixa `
a trente jours la
dur´ee du mois, et qui ´ecrivit le premier trait´e sur la Nature. . . Il soup¸conna que l’eau ´etait le
principe des choses, que le monde ´etait anim´e et rempli de d´emons. On dit qu’il d´ecouvrit les
saisons de l’ann´ee, et qu’il la divisa en trois cent soixante-cinq jours. Il ne suivit les le¸cons
´
d’aucun maˆıtre, sauf en Egypte,
o`
u il fr´equenta les prˆetres du pays. A ce propos, Hi´eronyme
dit qu’il mesura les Pyramides en calculant le rapport entre leur ombre et celle de notre
corps.

Thal`es est r´eput´e avoir pr´edit l’´eclipse de Soleil de l’an –585, sur la base d’un cycle de r´ep´etition
des ´eclipses connu des Chald´eens : le Saros, qui vaut 6585 jours (18 ans et 10 ou 11 jours). Ce
cycle, cependant, n’indique que les possibilit´es de r´ep´etition d’´eclipses et a ´et´e ´etabli de mani`ere
empirique par les Chald´eens. On attribue aussi `a Thal`es la d´ecouverte des ph´enom`enes ´electriques
(´electricit´e statique et aimantation). En g´eom´etrie, on lui attribue le th´eor`eme des proportions

3.2. Les pr´esocratiques

19

A
B

B
D

Figure 3.1.
`
de Milet. A
sont ´egaux.
rectangle.

C
E

A

C

Illustration des deux th´eor`emes de g´eom´etrie plane attribu´es `
a Thal`es
gauche, le th´eor`eme des proportions : les rapports AB/AD et BC/DE
` droite : un rectangle inscrit dans un demi-cercle est n´ecessairement
A

d’un triangle `a la base de la triangulation, ainsi que le th´eor`eme stipulant qu’un rectangle inscrit
dans un demi-cercle est n´ecessairement rectangle. On peut pr´esumer que Thal`es n’est pas l’auteur
4
´
de ces th´eor`emes, mais qu’il les a emprunt´es aux Egyptiens.
´
Des Egyptiens
aussi il s’inspira en affirmant que l’Univers n’est qu’une grande masse d’eau
renfermant une bulle d’air h´emisph´erique, sur le fond de laquelle repose la terre ferme. Les
tremblements de terre sont alors caus´es par les vagues de cette masse liquide, qui agitent la
surface de la terre.
Anaximandre
D’une g´en´eration plus jeune que Thal`es, Anaximandre, aussi de Milet, en fut peut-ˆetre l’´el`eve.
Citons encore Diog`ene La¨erce :
Il pensait que le premier principe ´etait l’Illimit´e, sans toutefois d´efinir si c’´etait l’air, l’eau
ou autre chose; qu’il changeait en ses parties et pourtant restait immuable en son tout; que
la terre ´etait plac´ee au milieu du monde et en ´etait le centre et qu’elle ´etait sph´erique; que
la lune ne donnait pas de lumi`ere propre mais r´efl´echissait la lumi`ere du soleil; que le soleil
´etait aussi grand que la terre, et qu’il ´etait un feu absolument pur. Le premier il d´ecouvrit le
gnomon, l’installa en cadrans solaires `
a Lac´ed´emone pour marquer les solstices et l’´equinoxe
et construisit des horloges. Le premier aussi il d´ecrivit le contour de la terre et de la mer et
construisit la sph`ere.[22]

L’Illimit´e, ou απειρον, est `a l’origine de toutes les substances. Anaximandre con¸coit l’Univers
comme une. . .
. . . sph`ere de flammes qui entoure le froid, repr´esent´e par une terre dont toute la surface
est couverte d’eau. Sous l’influence de la chaleur une partie de l’eau s’´evapore et se change
en air humide. Grˆace `a sa force expansive, l’air p´en`etre ensuite dans la sph`ere enflamm´ee
et la segmente en des anneaux dans lesquels le feu se trouve comprim´e et devient invisible.
Celui-ci, toutefois, peut s’´echapper lorsqu’une ouverture a, par hasard, subsist´e sur l’anneau;
fusant alors avec violence, il reprend sa consistance lumineuse et forme l’un des astres que
nous voyons.[59]

Anaxim`
ene
Dernier repr´esentant de l’´ecole de Milet et peut-ˆetre disciple d’Anaximandre, Anaxim`ene croit que
4

R`egle g´en´erale, la prudence s’impose sur ce qu’on peut v´eritablement attribuer aux philosophes pr´esocratiques, car la part du l´egendaire est non n´egligeable dans les sources qui s’y rattachent, et qui datent souvent
de plusieurs si`ecles apr`es cette p´eriode.

20

3. La science grecque

la mati`ere primitive, l’απειρον, n’est autre que l’air, qui donne la terre et l’eau par condensation
et le feu par rar´efaction. Pour la premi`ere fois dans la pens´ee grecque, il introduit la notion de
sph`ere des ´etoiles fixes : c’est la voˆ
ute ´etoil´ee, qui tourne autour de la terre et `a l’int´erieur de
laquelle les autres astres (lune, soleil et plan`etes) flottent dans l’air.
` partir de cette
En −494 la ville de Milet fut conquise par les Perses, ainsi que toute l’Ionie. A
date le centre de gravit´e de la philosophie grecque se transporte en Italie du sud.

3.2.2 Les Pythagoriciens
On sait peu de choses de Pythagore, sinon qu’il naquit `a Samos en −572 et qu’il ´emigra `a
Crotone, en Italie du sud, pour ´echapper au tyran Polycrate de Samos. Il fonda, `a Crotone, une
secte politico-religieuse, dont les disciples ´etaient soumis `a une stricte discipline : interdiction
de manger de la viande, des f`eves, etc., plus quantit´e de gestes rituels qui semblent beaucoup
plus relever de la superstition que de la philosophie. La secte de Pythagore exer¸ca un contrˆole
temporaire sur Crotone, mais bientˆot les habitants se r´evolt`erent contre un ordre aussi rigide et
forc`erent l’exil de Pythagore `a M´etaponte, o`
u il mourut vers −500.
Un disciple de Pythagore, Philolaos (−470/?), quitta l’Italie pour la Gr`ece o`
u il fonda une
communaut´e pythagoricienne, pour ensuite retourner en Italie, en Sicile, dans la ville de Tarente.
Philolaos nous a laiss´e un mod`ele de l’Univers : La Terre est sph´erique. Tous les astres tournent
autour d’un foyer central (Hestia), dans cet ordre : Antiterre (en opposition avec la Terre), Terre,
Lune, Mercure, V´enus, Soleil, Mars, Jupiter, Saturne, ´etoiles fixes. Les distances entre les sph`eres
des diff´erents astres ont des proportions harmonieuses.
Le tyran-philosophe de Tarente, Archytas (−430/ − 348), appartient aussi `a l’´ecole pythagoricienne. Il est r´eput´e l’inventeur de la m´ecanique math´ematique et de dispositifs comme la vis, la
poulie et le cerf-volant. Platon, s´ejournant `a Tarente, y fut influenc´e par l’´ecole pythagoricienne
en g´en´eral et par Archytas en particulier.
La doctrine pythagoricienne est assez vaste et myst´erieuse, car elle ne devait ˆetre r´ev´el´ee qu’aux
` la
initi´es. On sait qu’elle impliquait une croyance en la r´eincarnation des ˆames (m´etempsycose). A
base de toutes choses, elle place les nombres et situe d’embl´ee les math´ematiques au coeur de la
philosophie. On peut mˆeme affirmer qu’elle impliquait une v´eritable mystique des nombres entiers
et des proportions. Les pythagoriciens. . .
• classifiaient les nombres entiers en nombres triangulaires, carr´es, pentagonaux, etc. Ils associent
´egalement des nombres `a la femme (2), `a l’homme (3), a` la justice (4) et au mariage (2+3=5).
• connaissaient le th´eor`eme dit “de Pythagore”, apparemment sans d´emonstration.
• adopt`erent progressivement l’exigence d’une preuve dans l’´etude des math´ematiques.
• int´egraient la musique aux math´ematiques. Le fait que les sons produits par des cordes
vibrantes soient en rapport harmonieux lorsque les longueurs de ces cordes ont des rapports
entiers (`a tension et densit´e ´egales) avait une importance capitale pour eux. Ce fait tendait `a
d´emonter que “les nombres sont les mod`eles des choses”.

• ont d´ecouvert l’existence de nombres irrationnels ( 2), ce qui causa une crise dans leur mouvement.Une
preuve par l’absurde fut justement utilis´ee pour d´emontrer le caract`ere irrationnel

de 2 :

u a et b sont des
Supposons que 2 soit rationnel. Alors on peut l’exprimer comme a/b, o`
entiers sans facteur commun. Pour cette raison, a et b ne peuvent tous les deux ˆetre pairs. Il
y a deux possibilit´es : (i) a est impair et (ii) a est pair (b est alors impair). En mettant au
carr´e, on a 2b2 = a2 . Puisque le carr´e d’un nombre impair est impair et le carr´e d’un nombre
pair est pair, le cas (i) est impossible, car a2 serait impair et 2b2 serait pair. Le cas (ii) est
aussi impossible, car alors on peut ´ecrire a = 2c, o`
u c est un entier, et donc b2 = 2c2 . b2

3.2. Les pr´esocratiques

21

3

6

4

9

1

Figure 3.2. Nombres triangulaires et carr´es, selon les pythagoriciens.
serait impair alors que 2c2 serait pair. Il n’y a pas de solution; c’est donc que l’hypoth`ese de

d´epart est fausse et qu’il n’existe pas deux entiers a et b tels que 2 = a/b.

3.2.3 Autres ´ecoles philosophiques
Le Ve si`ecle avant notre `ere est riche en activit´es philosophiques dans le monde grec. Citons
´ ee, en Italie. Parm´enide distingue deux
´nide (∼ −544/ ∼ −450), natif d’El´
premi`erement Parme
voies vers la connaissance : celle de la v´erit´e, fond´ee sur la raison, et celle des apparences, fond´ee
sur les sens. Cette distinction sera plus tard reprise par Platon. Parm´enide affirme qu’il faut se
m´efier de nos sens et que la raison est une voie plus sˆ
ure vers la connaissance. Le m´erite de
Parm´enide est de poser la question des fondements de la connaissance, bref, de l’´epist´emologie.
Dans sa critique des philosophes ioniens, il r´efuta mˆeme l’id´ee de changement, proposant que tout
changement n’est qu’illusion, alors que la r´ealit´e fondamentale est immuable.
´ ee, formula le c´el`ebre paradoxe
´non (∼ −490/?), lui-aussi d’El´
Un disciple de Parm´enide, Ze
d’Achille et la tortue, dans le but de d´emontrer l’impossibilit´e logique du mouvement :
Imaginons une course entre le guerrier Achille et une tortue, cette derni`ere ayant au d´epart
une longueur d’avance. Selon Z´enon, Achille ne peut d´epasser la tortue, car le temps qu’il
atteigne la position originale de la tortue, celle-ci a eu le temps de parcourir une distance
´
suppl´ementaire, et le probl`eme recommence `
a l’infini! Evidemment,
le raisonnement de Z´enon
est faut, car quoiqu’il envisage effectivement la somme d’une infinit´e d’intervalles de temps,
ceux-ci tendent individuellement vers z´ero. La notion de quantit´e infinit´esimale n’´etant pas
alors bien d´efinie, Z´enon ne pouvait se rendre compte qu’il sommait en fait une s´erie
g´eom´etrique et qu’Achille rattrape sans peine la tortue.

´docle d’Agrigente (−490/ − 435), le changement est possible, mais n’affecte pas les
Pour Empe
´el´ements premiers, qui sont au nombre de quatre : la terre, l’eau, l’air et le feu. Ces ´el´ements
se combinent suivant des principes d’attraction (amour) et de r´epulsion (haine) qui agissent en
alternance et sont la source des changements multiples observ´es dans la nature. Cette th´eorie des
quatre ´el´ements, adopt´ee par la plupart des philosophes antiques, va perdurer jusqu’au XVIIe
si`ecle.
S’oppos`erent `a la th´eorie des quatre ´el´ements les philosophes Leucippe et son disicple
´mocrite d’Abd`ere (−470/ − 370), appel´es atomistes, car ils pr´etendaient plutˆot que la mati`ere
De
est faite de particules ´eternelles et indestructibles appel´ees atomes (qui veut dire “ins´ecable”, en
grec) : Il n’y a dans la nature que des atomes et du vide. Les atomes se combinent au hasard pour
former les objets qui nous entourent et les ˆetres vivants. La pauvret´e de cette th`ese est manifeste,
d’autant plus qu’elle ne poss`ede pas les ´el´ements structurants de la th´eorie atomique moderne
de Dalton, car tous les atomes sont a priori diff´erents. Leur forme peut expliquer certaines de

22

3. La science grecque

leurs propri´et´es : les aliments sucr´es, par exemple, sont form´es d’atomes arrondis, alors que les
aliments acides contiennent des atomes pointus! Les th`eses atomistes seront reprises plus tard par
´
le philosophe Epicure
(−341/ − 270), qui en fera l’un des fondements de sa philosophie et de son
´ecole.

3.3 La p´eriode classique
3.3.1 Platon et son ´ecole
Socrate
Le Ve si`ecle avant notre `ere – aussi appel´e le “si`ecle de P´ericl`es” – marque l’apog´ee de la
culture grecque classique. C’est `a cette ´epoque que vivait l’Ath´enien Socrate (–470/–399),
l’un des philosophes les plus connus de l’histoire. Socrate ne s’int´eresse pas aux sciences pures; il
recommande mˆeme de ne pas s’y adonner car, selon lui, elles peuvent consumer la vie d’un humain
sans lui apporter de bienfaits en retour. Il est vrai que Socrate a en tˆete les philosophies hautement
sp´eculatives de ses pr´ed´ecesseurs et que son point de vue est justifi´e dans son contexte. Par contre,
Socrate s’int´eresse beaucoup `a l’Humain, `a la morale et au processus de connaissance, `a la raison.
Socrate n’a pas ´ecrit lui-mˆeme : l’essentiel de son oeuvre nous est connue par les dialogues de son
disciple Platon (–428/–348). Dans ces oeuvres, ´ecrites sous forme de conversation entre Socrate
et divers interlocuteurs – g´en´eralement des sophistes – qu’il cherche `a convaincre ou `a confondre,
celui-ci tente de d´emontrer que l’ˆetre humain peut acc´eder `a la connaissance de soi et au bonheur
par l’usage de la raison. On a surnomm´e Socrate “l’accoucheur de la raison” en raison de sa
m´ethode dialectique qui consiste `a guider son interlocuteur vers une conclusion rationnelle plutˆot
que de lui exposer directement ses id´ees.
Platon
Au contraire de Socrate, dont il est le plus important disciple, Platon s’int´eresse au monde
physique et aux moyens de le connaˆıtre. Ses conceptions `a ce sujet sont d´ecrites dans quelques-uns
de ses dialogues, dont la R´epublique, les Lois, l’Epinomis et, surtout, dans le Tim´ee. Ce dernier
livre, qui moins que tous les autres prend la forme d’un dialogue, est peut-ˆetre le plus obscur et le
plus difficile qu’il ait ´ecrit. Platon est avant tout un id´ealiste au sens fort du terme : il distingue
le monde sensible (celui des sensations) du monde intelligible (celui des id´ees). Remarquons qu’en
grec, eidos (ειδος) peut se traduire `a la fois par id´ee et par forme. Consid´erons par exemple un
cercle. Toute figure circulaire qu’on peut dessiner ou observer est forc´ement imparfaite; le cercle
parfait est une id´ee et notre notion de “cercle” appartient au monde intelligible, alors qu’un cercle
dessin´e n’est qu’une imitation, en quelque sorte, de l’id´ee de cercle. Selon Platon, le monde des
id´ees pr´ec`ede le monde sensible, c’est-`a-dire que les sensations proc`edent des id´ees. L’immuabilit´e
des id´ees fournit `a la science un objet stable que le monde sensible, en perp´etuel changement, ne
peut offrir. Cette conception est souvent exprim´ee par le mythe de la caverne : les humains sont
comme enchaˆın´es dans une caverne et ne per¸coivent les ´ev´enements du dehors que par l’ombre que
ceux-ci projettent au fond de la caverne; autrement dit : nous ne connaissons la r´ealit´e profonde
que par l’interm´ediaire des ph´enom`enes sensibles qui n’en sont qu’un pˆale reflet.
Platon ne peut s’int´eresser aux ph´enom`enes physiques terrestres, trop ´eph´em`eres pour ˆetre dignes
d’int´erˆet. Il accorde cependant une grande importance `a l’´etude de la g´eom´etrie et des astres.
En ceci il a ´et´e fortement influenc´e par l’´ecole pythagoricienne. On raconte qu’il voulut apposer
l’inscription “Que nul n’entre ici s’il n’est g´eom`etre” `a la porte de son ´ecole, l’Acad´emie. Platon
associait `
a chacun des 4 ´el´ements d’Emp´edocle un poly`edre r´egulier : le t´etra`edre au feu, le
cube `
a la terre, l’octa`edre `a l’air et l’icosa`edre `a l’eau. Ainsi, les propri´et´es (ou qualit´es) des

3.3. La p´eriode classique

23

tétraèdre

dodécaèdre

cube

octaèdre

icosaèdre

Figure 3.3. Les cinq poly`edres r´eguliers, dits solides platoniciens.

substances ´etaient r´eduites `a des formes g´eom´etriques. On remarque ici la forte tendance id´ealiste
et l’importance de la g´eom´etrie, que Platon tient des pythagoriciens.
Notons que les trois probl`emes classiques de la g´eom´etrie grecque font leur apparition `a cette
´epoque :
• La quadrature du cercle : comment, avec r`egle et compas, tracer un carr´e qui a la mˆeme surface
qu’un cercle donn´e. Cette construction g´eom´etrique, que tant de g´eom`etres ont cherch´ee
pendant des si`ecles, est en fait impossible.
•√
La duplication du cube : comment, avec r`egle et compas, construire un segment de longueur
3
2. Les solutions qu’on y a trouv´e dans l’Antiquit´e (dont celle d’Archytas de Tarente) vont
toutes au-del`a de la g´eom´etrie plane et donc ne peuvent ˆetre effectu´ees par r`egle et compas.
• La trisection de l’angle : comment diviser un angle en trois angles ´egaux. Encore une fois, la
solution `a ce probl`eme va au-de`a de la g´eom´etrie plane et n´ecessite la consid´eration de courbes
d´efinies dans l’espace, telles les coniques.

3.3.2 Eudoxe de Cnide
Rattach´e `a l’´ecole de Platon est Eudoxe de Cnide (v.–406/v.–355), consid´er´e comme le plus
grand math´ematicien de l’antiquit´e apr`es Archim`ede. La principale contribution d’Eudoxe aux
math´ematiques est l’introduction du concept de ‘grandeur’. Rappelons que les pythagoriciens
consid´eraient les nombres comme la source de toutes choses. Les nombres ´etaient soit entiers ou
rationnels. La difficult´e est alors d’´etablir une correspondance entre des longueurs g´eom´etriques et
des nombres rationnels, ce qui n’est pas toujours possible. Eudoxe abandonne simplement l’id´ee
de trouver une telle correspondance et ne traite que de grandeurs g´eom´etriques (longueurs, aires
et volumes). Des probl`emes qui auraient pu ˆetre trait´es de mani`ere alg´ebrique ou arithm´etiques
sont d´esormais exprim´es en langage purement g´eom´etrique. Cette attitude, quoique fructueuse du
temps des Grecs, consacre un certain divorce entre arithm´etique et g´eom´etrie, qui ne sera r´esorb´e
qu’avec l’av`enement de la g´eom´etrie analytique au XVIIe si`ecle et, plus compl`etement, par une
d´efinition rigoureuse du concept de nombre r´eel au XIXe si`ecle.
Eudoxe est l’inventeur de la m´ethode des exhaustions, une technique de construction g´eom´etrique
qui anticipe le calcul diff´erentiel et int´egral. Grˆace `a cette m´ethode, Eudoxe d´emontre que :
1. Le rapport des surfaces de deux cercles est le carr´e du rapport de leurs rayons.
2. Le rapport des volumes de deux sph`eres est le cube du rapport de leurs rayons.
3. Le volume d’une pyramide est le tiers de celui d’un prisme ayant la mˆeme base et la mˆeme
hauteur.

24

3. La science grecque

4. Le volume d’un cˆone est le tiers de celui d’un cylindre ayant la mˆeme base et la mˆeme hauteur.
Cette m´ethode sera plus tard utilis´ee par Archim`ede, entre autre dans le calcul du nombre π.

Figure 3.4. Sch´ema des sph`eres homocentriques d’Eudoxe

Eudoxe est aussi connu pour sa th´eorie des sph`eres homocentriques en tant que syst`eme du
monde. Le but d’Eudoxe ´etait de construire une repr´esentation math´ematique (g´eom´etrique) du
mouvement des plan`etes qui puisse sauver les apparences, c’est-`a-dire pr´edire les positions observ´ees des plan`etes. L’utilisation des math´ematiques pour d´ecrire le mouvement d’objets r´eels
est une innovation extrˆemement importante dans l’histoire des sciences et le m´erite en revient `a
Eudoxe. Dans son syst`eme, la Terre est immobile. Chaque astre est attach´e `a une sph`ere en rotation uniforme centr´ee sur la Terre. Cependant, pour expliquer les irr´egularit´es dans le mouvement
des plan`etes et de la Lune, Eudoxe suppose que les sph`eres peuvent ˆetre fix´ees `a d’autres sph`eres
ayant des axes diff´erents, de sorte que le mouvement apparent d’une plan`ete est une combinaison
de mouvements circulaires selon des plans diff´erents. Seules les ´etoiles fixes n’ont besoin que d’une
seule sph`ere (pour une raison aujourd’hui ´evidente : la Terre tourne sur elle-mˆeme). Les autres
astres ont besoin de plusieurs sph`eres pour expliquer leur mouvement apparent : 3 sph`eres pour
la Lune, 3 pour le Soleil, 4 pour chacune des plan`etes, soit 27 sph`eres en tout. Ce syst`eme sera
plus tard raffin´e par d’autres astronomes qui y ajouteront des sph`eres suppl´ementaires. Il est en
opposition avec le syst`eme de Ptol´em´ee, qui utilise plutˆot les excentriques et les ´epicycles pour
d´ecrire le mouvement des plan`etes. Notons que les sph`eres d’Eudoxe sont suppos´ees compl`etement
invisibles : seuls les astres sont visibles. Au moyen-ˆage, on supposera que ces sph`eres sont faites
de cristal pour expliquer leur invisibilit´e. On a aussi pr´etendu – c’est une id´ee attribu´ee aux
Pythagoriciens – que le glissement des sph`eres les unes sur les autres produit un son m´elodieux
que la plupart des gens ne peuvent entendre, car ces sons sont omnipr´esents depuis notre naissance
et l’oreille s’y est si habitu´ee qu’elle ne les entend plus; seule une oreille attentive et r´eceptrice
peut entendre cette “musique des sph`eres”.

3.3.3 Aristote
Aristote (–384/–322) fut un disciple de Platon.5 Il fonda sa propre ´ecole `a Ath`enes (en concurrence avec l’Acad´emie) qui fut appel´ee Lyc´ee, en raison de son emplacement sur un site consacr´e `a
5

Il fut aussi le pr´ecepteur d’Alexandre le Grand, ce qui lui causa des ennuis `
a la mort de celui-ci.

3.3. La p´eriode classique

25

Apollon Lycien. L’´ecole d’Aristote est qualifi´ee de p´eripap´eticienne, car Aristote donnait souvent
ses cours en marchant en compagnie de ses ´etudiants. Apr`es la mort d’Aristote, son ´ecole fut
dirig´ee par Th´eophraste (–322/–287), puis par Straton (–286/–270) et par Lycon (–270/–228).
Sous Th´eophraste, le Lyc´ee aurait compt´e jusqu’`a deux mille ´etudiants.
Aristote a laiss´e de nombreux trait´es, mais il est possible que certains d’entre eux soient des
oeuvres collectives (de son ´ecole) ou au moins des notes de cours recueillies par ses ´etudiants. On
cite presque deux cents livres ´ecrits par Aristote; le nombre de livres qui nous sont parvenus est
beaucoup moindre, mais quand mˆeme consid´erable. Plusieurs trait´es sont consacr´es aux questions
politiques, po´etiques et m´etaphysiques. Les trait´es qu’on peut qualifier de “scientifiques” sont les
suivants :
1. Les trait´es de logique ou Organon, comprenant :
a) Les Cat´egories.
b) Les Analytiques.
c) Les Topiques.
d) La R´efutation des sophistes.
2. Les trait´es de physique, comprenant :
a) La Physique (8 livres), traitant du mouvement.
b) De la g´en´eration et de la corruption (2 livres), traitant des ´el´ements et de leurs transformations.
c) Du ciel (5 livres), traitant de l’astronomie.
d) Les M´et´eorologiques (4 livres) traitant des ph´enom`enes a´eriens du monde sublunaire.
3. Les trait´es d’histoire naturelle, comprenant :
a) L’histoire des animaux (10 livres).
b) Les parties des animaux (4 vol.).
c) La g´en´eration des animaux (5 vol.).
ˆ
d) De l’Ame.
e) Du mouvement des animaux.
f) Petits trait´es d’histoire naturelle.
C’est le onzi`eme scolarque du Lyc´ee, Andronicos de Rhodes, qui rassembla, classa et ´edita, vers
−60, les “notes de cours” utilis´ees au Lyc´ee. Dans cette ´edition, il pla¸ca les oeuvres touchant
la “philosophie premi`ere” apr`es les oeuvres touchant la physique, d’o`
u le nom m´etaphysique qui
leur est rest´e (l’adverbe meta (µετα) signifie apr`es). Plusieurs philosophes, depuis Andronicos,
sont connus par leurs commentaires sur l’oeuvre d’Aristote : Nicolas de Damas (vers −40/ − 20),
Alexandre d’Aphrodise (d´ebut IIIe si`ecle), Th´emistius (IVe si`ecle), Jean Philopon (Ve si`ecle),
Simplicius (VIe si`ecle), Ma¨ımonide (1135/1204), Averro`es (1126/1198), Saint-Thomas d’Aquin
(1227/1274), etc. Aristote est le philosophe antique le plus comment´e et le plus influent par la
suite. Son influence sera pr´edominante dans les universit´es occidentales jusqu’au XVIIe si`ecle.
Caract`
ere de l’oeuvre d’Aristote
Selon Aristote, il faut distinguer les connaissances sensibles (c.-`a-d. fournies par nos sens) des
connaissances vraiment scientifiques, obtenues par une suite de d´efinitions et de d´emonstrations.
En ce sens, Aristote est platonicien. Cependant, `a la diff´erence de Platon, Aristote admet que les
id´ees soient partiellement accessibles par les sens. L’observation est donc tr`es importante pour
Aristote et est la source de toute connaissance. Les math´ematiques (la g´eom´etrie) ne sont pas
la science incontournable, mais un outil, un langage. Platon ne pouvait s’int´eresser aux objets
du monde sublunaire, corruptibles et non permanents. Au contraire, Aristote est le fondateur de
l’histoire naturelle (biologie) et y consacre au moins le quart de ses trait´es. Aristote apparaˆıt a
posteriori comme le premier v´eritable scientifique connu.

26

3. La science grecque

Cette diff´erence d’attitude entre Platon et Aristote a ´et´e immortalis´ee par Rapha¨el dans son
´
c´el`ebre tableau l’Ecole
d’Ath`enes, effectu´e au Vatican en 1509 pour le pape Jules II. Au centre
de ce tableau on voit Platon et Aristote marchant et conversant. Platon l`eve un doigt vers le ciel
pour affirmer le caract`ere primordial des id´ees, alors qu’Aristote ´etend sa main `a l’horizontale,
pour rappler `a son interlocuteur que c’est le monde sensible qui est l’objet de la science et que
celui-ci n’est pas compl`etement s´epar´e du monde intelligible.6
La physique d’Aristote
La physique d’Aristote comporte les ´el´ements suivants :
Air

Ce tableau est reproduit sur la page Web du cours.

c

se

id
e

m

hu

id

fro

6

d
au
ch

• Les quatre ´el´ements d’Emp´edocle, tous des aspects d’une
substance premi`ere.
• Quatre qualit´es fondamentales (le chaud, le froid, le sec et
Eau
Feu
l’humide) agissent sur la mati`ere premi`ere par combinaisons
non contraires pour donner les quatres ´el´ements :
- Eau : froid et humide.
- Air : chaud et humide.
Terre
- Terre : froid et sec.
- Feu : chaud et sec.
• Les ´el´ements peuvent se transformer l’un dans l’autre, de mani`ere cyclique (une qualit´e
changeant `a la fois).
• Les combinaisons d’´el´ements diff´erents sont de trois types :
- Synthesis (συνθεσις) : m´elange m´ecanique.
- Mixis (µιξις) : l’analogue de nos combinaisons chimiques.
- Krasis (κρασις) : l’analogue de nos solutions.
• Un cinqui`eme ´el´ement (quintessence ou ´ether) se trouve dans le monde c´eleste (par opposition
a sublunaire). Chez Platon, il correspond au dod´eca`edre.
`
• L’Univers est unique, limit´e et sph´erique. Les sph`eres concentriques sont, dans cet ordre :
- La Terre immobile
- La sph`ere de l’eau.
- La sph`ere de l’air.
- La sph`ere du feu.
- Les sph`eres c´elestes : Lune, Soleil, Mercure, V´enus, Mars, Jupiter, Saturne, ´etoiles fixes.
- Au-del`a de la sph`ere des fixes, c’est le n´eant : il n’y a mˆeme pas d’espace.
• La notion de mouvement ou kinesis (κινησις) englobe tout type de changement :
- Alt´eration de la substance d’un objet.
- Dilatation et contraction.
- Changement de qualit´e fondamentale.
- Translation, ou phora (ϕορα).
• Le monde c´eleste ne connaˆıt que le mouvement circulaire uniforme. Le monde sublunaire
connaˆıt trois types de mouvement de translation :
- Le mouvement naturel : chaque ´el´ement tend `a rejoindre sa sph`ere. Le feu monte, la terre
descend.
- Le mouvement violent : un objet peut subir l’influence d’une force et se d´eplacer de mani`ere
non naturelle tant que cette force est appliqu´ee.
- Le mouvement volontaire, effectu´e par les humains et les animaux.
• En langage moderne, la vitesse v d’un objet est proportionnelle `a la force appliqu´ee F ,
divis´ee par la r´esistance R du milieu : F = Rv. Cette loi du mouvement est en fait correcte

3.4. La m´edecine grecque classique

27

pour les vitesses terminales dans les milieux visqueux, mais ignore compl`etement la phase
d’acc´el´eration. De cette loi, Aristote d´eduit que le vide est impossible, car la r´esistance du vide
serait nulle, ce qui impliquerait une vitesse infinie, notion absurde. Si le vide n’existe pas, alors
les atomes n’existent pas non plus et donc la mati`ere est divisible `a l’infini.
On constate que ce syst`eme poss`ede une certaine coh´erence, ce qui explique son immense popularit´e, jusqu’au XVIIe si`ecle.
L’histoire naturelle d’Aristote
Aristote a observ´e 495 esp`eces animales et a ´elabor´e un syst`eme taxinomique simple :
• Les animaux `a sang rouge (enaima):
- Les quadrup`edes vivipares.
- Les quadrup`edes ovipares.
- Les oiseaux (classifi´es selon leur nourriture et leurs pattes).
- Les poissons.
• Les animaux d´epourvus de sang rouge (anaima):
- Les animaux `a corps mous (c´ephalopodes).
- Les animaux `a ´ecailles (crustac´es).
- Les animaux `a coquilles (mollusques).
- Les insectes et les vers.
Les niveaux taxinomiques ´enum´er´es ci-haut sont les grands genres. Aristote a aussi utilis´e les
genres et les esp`eces. Selon Aristote, “la Nature ne fait rien en vain”: Les animaux ont les organes
dont ils ont besoin. La g´en´eration spontan´ee est possible pour les formes inf´erieures de vie.
On peut affirmer qu’Aristote a proc´ed´e `a des observations m´ethodiques et qu’il a fait preuve d’un
sens critique ´elev´e. Le principal m´erite de la science aristot´elicienne est d’ˆetre grosso modo en
accord avec les observations les plus courantes.

3.4 La m´edecine grecque classique
La m´
edecine des temples
Pendant la p´eriode classique, deux types de m´edecine s’opposent en Gr`ece : la m´edecine des
temples et celle des diff´erentes ´ecoles de m´edecine. La premi`ere est une pratique magique, florissante en Gr`ece au moment mˆeme de la naissance de la philosophie et de la science rationnelle. Il
´
est possible qu’elle ait ´et´e import´ee d’Egypte,
ou du moins fortement influenc´ee par Elle. Mˆeme
Platon, dans ces dialogues, la consid`ere comme une forme valable de m´edecine.
En quoi consiste-t-elle? Le malade devait se rendre dans un centre sp´ecial, entourant un temple
du dieu grec de la m´edecine, Ascl´epios.7 Le malade subissait un traitement rituel, consistant en
un bain suivi d’une p´eriode de repos, appel´ee incubation, au cours de laquelle le malade rˆevait.
Ses rˆeves ´etaient ensuite interpr´et´es par les prˆetres d’Ascl´epios, qui ´etablissaient un pronostic. En
fait, le malade pouvait esp´erer voir sa propre gu´erison (ou les moyens de l’atteindre) en songe.
La m´edecine des temples ne faisait que peu appel aux drogues et ne pratiquait pas du tout la
chirurgie. En fait, le traitement ´etait essentiellement psychologique et le repos en ´etait un ´el´ement
essentiel.
´
Par ailleurs, comme en Egypte
et ind´ependamment de la m´edecine des temples, existaient des
herboristes (les rhizotomoi ou “cueilleurs de racines”) qui pr´eparaient une foule de rem`edes
traditionnels. Leur pratique n’est pas seulement empirique, mais teint´ee de croyances magiques.
7

Esculape pour les Romains

28

3. La science grecque

En particulier, ils croyaient que certaines plantes devaient ˆetre cueillies `a des p´eriodes particuli`eres
du cycle lunaire, en pronon¸cant certaines formules ou incantations.
Les ´
ecoles de m´
edecine
Parall`element `a la m´edecine des temples – et en opposition avec elle – existaient des ´ecoles de
m´edecine. Mentionnons les quatre ´ecoles principales `a l’´epoque pr´e-classique :
´on de Crotone. Selon cette
• L’´ecole pythagoricienne, dont le principal repr´esentant fut Alcme
´ecole, la sant´e est le r´esultat d’un ´equilibre de diff´erentes forces `a l’int´erieur du corps.8 Les
pythagoriciens avaient d´ej`a identifi´e le cerveau comme le centre des sensations.
• L’´ecole sicilienne, repr´esent´ee par Emp´edocle d’Agrigente (plus connu pour sa th´eorie des
quatre ´el´ements). Emp´edocle a introduit la notion (a posteriori st´erile) de pneuma, ou “souffle
de vie”, qui p´en`etre le corps par les poumons. Il propose aussi un mouvement de va-et-vient
du sang entre le coeur et les veines, une id´ee qui ne sera d´efinitivement oubli´ee qu’avec les
travaux de William Harvey sur la circulation unidirectionnelle du sang au XVIIe si`ecle.
• L’´ecole ionienne, o`
u l’on pratiquait un peu la dissection.
• L’´ecole d’Abd`ere, o`
u l’on insistait beaucoup sur les conditions de la sant´e : gymnastique et
di´et´etique.
Avec le temps, deux ´ecoles principales surv´ecurent : l’´ecole de Cnide et l’´ecole de Cos, situ´ees
g´eographiquement tr`es pr`es l’une de l’autre. L’´ecole de Cnide accordait une grande importance
aux observations (par exemple on y pratiquait l’auscultation des poumons), mais ´etait r´eticente `a
` Cos, au contraire, on insistait sur l’importance de la th´eorie et du raisonnement : la
la th´eorie. A
m´edecine de Cos est la premi`ere m´edecine v´eritablement scientifique, bien que ses th´eories nous
paraissent aujourd’hui bien na¨ıves.
Le repr´esentant le plus illustre de l’´ecole de Cos est Hippocrate (−460/ − 377) . Les oeuvres d’Hippocrate et de ses disciples forment ce qu’on appelle le corpus hippocratique et furent
extrˆemement influentes jusqu’`a la Renaissance. On peut justement consid´erer Hippocrate comme
le p`ere de la m´edecine scientifique, en raison de sa prudence, de sa m´efiance `a l’´egard des pratiques magiques, de la consignation pr´ecise qu’il fit de ses traitements et de leurs r´esultats,
n´egatifs comme positifs. Les m´edecins de Cos ´elabor`erent des th´eories sur le fonctionnement du
corps humain, dont la th´eorie des humeurs, mais ne leur accordait pas de valeur absolue et acceptaient que ces th´eories ne pouvaient pas tout expliquer. Cette attitude prudente reste pertinente
encore dans la m´edecine actuelle, ´etant donn´ee la complexit´e du corps humain.
Hippocrate pense que le meilleur rem`ede `a une maladie est le syst`eme de d´efense du malade
lui-mˆeme, ou encore la vertu gu´erissante de la nature (vis medicatrix naturæ, en latin). Le rˆole du
m´edecin consiste principalement `a identifier le mal et les conditions les plus propices `a la gu´erison
naturelle du patient, mais il est clair que le gros du travail doit ˆetre fait par l’organisme lui-mˆeme.
Chaque maladie doit suivre son cours et l’environnement du malade (le r´econfort de ses proches
tout comme les m´edicaments) doit l’aider `a surmonter la crise qui survient `a un certain stade de
l’´evolution du mal, au-del`a duquel le malade est soit condamn´e, soit sauv´e.
La th´
eorie des humeurs
L’une des th´eories les plus influentes de l’´ecole de Cos est la th´eorie des humeurs,9 selon laquelle le
corps humain comporte principalement quatre types de liquides, qui doivent exister en proportions
´equilibr´ees afin que l’individu reste en bonne sant´e :
• Le sang, associ´e au “sec” et produit par le foie.
8
9

En fait, ce principe est formul´e de mani`ere si floue qu’il est encore exact aujourd’hui!
Le mot humeur est utilis´e ici dans son sens premier, celui de liquide.

3.5. La p´eriode hell´enistique

29

• La pituite, ou flegme, ou lymphe, ´el´ement principal du mucus nasal, associ´ee `a l’“humide” et
produite par les poumons.
• La bile, associ´ee au “chaud” et produite par la v´esicule biliaire.
• L’atrabile ou bile noire, associ´e au “froid” et produite par la rate.
Les maladies sont caus´ees par un d´es´equilibre des diff´erentes humeurs et le traitement doit tenter
de r´etablir cet ´equilibre. Plus tard, Galien (voir plus bas) a ´elabor´e une th´eorie des temp´eraments
associ´es aux diff´erentes humeurs, th´eorie qui vaut la peine d’ˆetre mentionn´ee en raison de sa
long´evit´e. Selon Galien, les temp´eraments humains existent en quatre types, selon l’humeur
dominante de chaque individu :
• Le type sanguin, chaleureux et aimable.
• Le type flegmatique, lent et calme.
• Le type col´erique ou bilieux, prompt et emport´e.
• Le type m´elancolique ou atrabilaire, triste et renferm´e.
Notons que le langage courant poss`ede des reliques de cette ancienne th´eorie, dans les expressions
suivantes : “ˆetre de mauvaise humeur”, “se faire de la bile” ou “du mauvais sang”, “se dilater la
rate”, etc.

3.5 La p´eriode hell´enistique
` l’´epoque d’Aristote, la Gr`ece tombe sous la domination du royaume de Mac´edoine et de son roi
A
Philippe II. Le fils de celui-ci, Alexandre, forme le projet audacieux de conqu´erir l’empire perse.
´
De −334 `a −327, il s’empare de tout l’empire perse (incluant l’Egypte)
et va mˆeme au-del`a, se
rendant jusqu’au fleuve Indus (Pakistan actuel). Au cours de ses conquˆetes, il fonde un grand
nombre de villes (au moins 17) qu’il appelle toutes Alexandrie! La plus connue est bien-sˆ
ur celle
qu’il fonde `a l’extr´emit´e ouest du delta du Nil, sur la M´edit´erann´ee. Apr`es sa mort pr´ematur´ee,
son empire est partag´e entre ses g´en´eraux, les diadoques 10 : S´eleucos h´erite de l’Asie, Antigone
´
de la Mac´edoine et de la Gr`ece et Ptol´em´ee Sˆoter de l’Egypte.
L’adjectif hell´enistique d´esigne
la p´eriode des trois derniers si`ecles avant notre `ere pendant laquelle la culture grecque s’est
impr´egn´ee en Orient, apr`es les conquˆetes d’Alexandre. En contrepartie, les influences orientales,
en particulier religieuses, se firent sentir en Occident. Politiquement, la p´eriode hell´enistique fut
encombr´ee des guerres que se livr`erent les diadoques et se termina par la conquˆete romaine du
monde grec, s’achevant par la bataille d’Actium en −30.
Par le brassage d’id´ees, de cultures et de religions qui s’y d´eroula, cette p´eriode cosmopolite est
celle de l’Antiquit´e qui ressemble le plus `a notre monde moderne. C’est `a cette ´epoque, plus
pr´ecis´ement entre −300 et −150 que la science antique connut son apog´ee. Il fallut attendre le
XVIIe si`ecle avant que le niveau de la science occidentale atteigne celui de la science hell´enistique.
Alexandrie et le Mus´
ee
´
Mˆeme si Alexandre est le fondateur officiel d’Alexandrie d’Egypte,
il ne fit qu’ordonner sa construction, sur un site judicieusement choisi pour la qualit´e de son port et de ses liens fluviaux avec
le Nil. Les v´eritables constructeurs de la ville furent les deux premiers rois lagides : Ptol´em´ee I

oter (roi de −323 `a −285) et Ptol´em´ee II Philadelphe (de −285 `a −247).11 Alexandrie fut non
´
seulement la capitale du royaume d’Egypte,
mais la m´etropole effective du monde grec et des
sciences jusqu’au Ve si`ecle de notre `ere, c’est-`a-dire pendant sept si`ecles.
10
11

Diadochoi (διαδοχοι) veut dire “successeurs”.
L’adjectif lagide r´ef`ere `a la dynastie des Ptol´em´ee. Le p`ere de Ptol´em´ee I s’appelait Lagos.

30

3. La science grecque

Ptol´em´ee I est le fondateur du Mus´ee,12 institut culturel et scientifique inspir´e du Lyc´ee
d’Aristote, mais `a plus grande ´echelle : le Mus´ee comportait des promenades, des salles de cours,
des cellules (bureaux), un observatoire, des salles de dissection, des logements et mˆeme un jardin
zoologique. Le Mus´ee ´etait flanqu´e d’une immense biblioth`eque, qui a compt´e plusieurs centaines
de milliers de volumes (sous forme de rouleaux de papyrus). Cette institution ´etait entretenue
par les rois (en particulier par Ptol´em´ee II qui continua l’oeuvre de son p`ere) et ensuite par les
13
´
empereurs romains. Les savants (environ une centaine) recevaient un salaire de l’Etat.
Plus qu’un ´edifice, le Mus´ee ´etait un regroupement de savants, attir´es `a Alexandrie par le
patronage de Ptol´em´ee I, qui consid´erait `a juste titre que la richesse de son royaume serait
vaine si elle ne permettait pas le d´eveloppement (ou du moins l’entretien) des arts et des sciences.
Ptol´em´ee I y attira les savants, en particulier D´em´etrius de Phal`ere, Straton de Lampsaque et
´me
´trius de Phal`ere, philologue et fondateur de facto de la biblioth`eque, fut le premier
Euclide. De
directeur du Mus´ee et peut ˆetre l’instigateur de sa construction. Plus important pour la science
fut le rˆ
ole de Straton de Lampsaque (mort en −268), ´el`eve de Th´eophraste et nomm´e pr´ecepteur
du prince h´eritier (le futur Ptol´em´ee II). Straton passa de longues ann´ees `a Alexandrie et donna
au Mus´ee son orientation scientifique avant de retourner `a Ath`enes diriger le Lyc´ee, de −286 `a
sa mort. Aristote s’´etant d´ej`a distanc´e de Platon en affirmant l’importance de l’observation dans
l’´edifice des connaissances, Straton pousse plus loin cette tendance et consacre un certain divorce
entre la philosophie et ce qu’on peut d´esormais appeler la science. D’ailleurs, la m´etaphysique ne
fut pas encourag´ee au Mus´ee.
´
La prosp´erit´e scientifique d’Alexandrie dura environ 150 ans. Les rois Ptol´em´ee III Everg`
ete (de
−247 `
a −222) et Ptol´em´ee IV Philopator (de −222 `a −205) furent encore assez puissants pour
stimuler les progr`es scientifiques et techniques, mais la puissance des rois lagides d´eclina rapide´
ment. En particulier, Ptol´em´ee VIII (dit Everg`
ete II) semble avoir momentan´ement pers´ecut´e le
Mus´ee et caus´e une dispersion des savants vers −145. Cette date marque la fin de l’ˆage d’or de la
science hell´enistique.
Nous allons passer en revue quelques-unes des figures marquantes de cette ´epoque.

3.5.1 Math´ematiciens et m´ecaniciens
Euclide
Euclide a v´ecu `a Alexandrie au d´ebut du IIIe si`ecle avant notre `ere. De tous les g´eom`etres de
l’Antiquit´e, il est celui qui a le plus profond´ement influenc´e la post´erit´e. Son oeuvre principale, les
´ ements, comporte 467 th´eor`emes r´epartis en 13 livres divis´es comme suit :
El´
• Livres I `a IV : g´eom´etrie plane.
• Livres V et VI : la th´eorie des proportions et ses applications.
• Livres VII `a IX : la th´eorie des nombres entiers.
• Livre X : les nombres irrationnels.
• Livres XI `a XIII : g´eom´etrie de l’espace (poly`edres, etc.).
Cette oeuvre a fait autorit´e en mati`ere de g´eom´etrie jusqu’au XIX si`ecle et est encore utilisable
de nos jours, ce qui est une marque incontestable de sa qualit´e et de sa profondeur.14
Le premier livre d’Euclide contient un ensemble de d´efinitions (point, droite, angle, etc.) ainsi que
cinq postulats, qui forment la base de la g´eom´etrie :
12

Mouseion (Μουσειον) veut dire “temple des Muses”. Cette appellation traduit le caract`ere litt´eraire et
artistique qu’avait initialement le Mus´ee.
13
Pour plus de renseignements sur Alexandrie et ses institutions, voir [66].
14
Un site internet est consacr´e aux ´el´ements d’Euclide, en contient le texte complet ainsi que des commentaires et des exemples anim´es : http ://aleph0.clarku.edu/~djoyce/java/elements/elements.html

3.5. La p´eriode hell´enistique

1.
2.
3.
4.
5.

31

On peut tracer une droite d’un point quelconque `a un autre.
On peut prolonger tout segment de droite en une droite infinie.
On peut tracer un cercle de centre et de rayon quelconques.
Tous les angles droits sont ´egaux entre eux.
Si deux droites sont coup´ees par une troisi`eme et que la somme des angles int´erieurs coup´es
par cette derni`ere, du mˆeme cˆot´e, est inf´erieure `a deux angles droits, alors les deux premi`eres
droites se recontreront de ce cˆot´e.15

L’apport principal d’Euclide est la m´ethode axiomatique, c’est-`a-dire la construction d’un ensemble de propositions math´ematiques obtenues `a partir d’un nombre fini de postulats `a l’aide de
raisonnements logiques rigoureux. En cela, Euclide est le v´eritable pr´ecurseur des math´ematiques
´ ements comportent, `a leur d´ebut, une suite de
modernes. Il est int´eressant de noter que les El´
“d´efinitions” d’objets g´eom´etriques primordiaux (point, droite, etc.). Ce besoin de d´efinir ainsi
des concepts fondamentaux est une faiblesse aux yeux de l’axiomatique moderne, mais une analyse philologique r´ecente [64] pr´etend y voir un ajout effectu´e par des commentateurs ult´erieurs,
ce qui rehausse encore la valeur de l’oeuvre originale d’Euclide.
Pratiquement rien n’est connu de la vie d’Euclide. On ignore les ann´ees de sa naissance et de
´ ements sous le r`egne de Ptol´em´ee I. Celui-ci lui aurait
sa mort, mais on sait qu’il r´edigea ses El´
demand´e, selon la l´egende, s’il y avait une fa¸con plus courte de connaˆıtre la g´eom´etrie, sans
´ ements, ce `a quoi Euclide aurait r´epondu :“il n’y a pas de voie royale `a la
avoir `
a ´etudier les El´
g´eom´etrie”, expression devenue proverbiale exprimant le fait que toute connaissance approfondie
est le fruit d’un labeur in´evitable.
Une autre anecdote d´emontre l’attachement d’Euclide `a la connaissance d´esint´eress´ee : l’un de
´ ements et ˆetre parvenu laborieusement au premier
ses ´el`eves, apr`es avoir commenc´e l’´etude des El´
th´eor`eme, se serait exprim´e : “mais que vais-je gagner `a apprendre tout cela?” Euclide aurait
alors dit `
a l’un de ses esclave : “Donne-lui une obole, puisqu’il doit gagner quelque chose pour
apprendre. . . ”
Archim`
ede
Archim`ede (–287/–212) a pass´e le gros de sa vie `a Syracuse, en Sicile, bien qu’il ait ´etudi´e `a
Alexandrie. Il ´etait g´eom`etre et m´ecanicien et excellait `a la fois dans les sciences th´eoriques et
pratiques. Il est mort de la main d’un soldat romain, lors de la prise de sa ville par le consul
Marcellus pendant la deuxi`eme guerre punique. Archim`ede est r´eput´e avoir organis´e la d´efense de
la ville assi´eg´ee et avoir utilis´e des “miroirs ardents” pour incendier les gal`eres romaines.16 Il est
aussi r´eput´e inventeur de la vis sans fin dite vis d’Archim`ede.
• En math´ematiques, Archim`ede est consid´er´e comme un pr´ecurseur du calcul int´egral, par son
utilisation fr´equente de la m´ethode des exhaustions dans le calcul des aires, des volumes ou des
longueurs de courbes (la m´ethode elle-mˆeme remonte `a Eudoxe de Cnide).
• Dans son livre La mesure du cercle, il obtient une valeur approximative de π en consid´erant
une successions de polygones inscrits et circonscrits au cercle (jusqu’`a 96 cˆot´es). Il obtient
1
3 10
71 < π < 3 7 ou 3, 1408 < π < 3, 1429.
8
• Dans L’Ar´enaire, il d´ecrit la mani`ere d’exprimer des nombres tr`es grands, par exemple, 108·10 ,
qu’il compare au nombre de grains de sable contenus dans la sph`ere des ´etoiles fixes (en fait,
15

On a longtemps conjectur´e que le cinqui`eme postulat pouvait ˆetre d´eduit des quatre premiers, sans pouvoir
le d´emontrer. En fait, il a ´et´e d´emontr´e que ce postulat est ind´ependant lorsqu’on a construit des g´eom´etries
non euclidiennes qui ne le contenaient pas (Lobatchevsky en 1826, Bolyai en 1831).
16
Voir [80]

32

3. La science grecque

ce nombre est plus grand que le nombre de protons que l’Univers pourrait contenir s’ils ´etaient
tass´es les uns sur les autres!).17
• Dans Les corps flottants, il ´enonce le c´el`ebre principe d’Archim`ede, qui stipule que tout corps
immerg´e dans l’eau subit une force vers le haut ´egale au poids de l’eau d´eplac´ee (c.-`a-d. l’eau
qui serait contenue dans le volume immerg´e).

cercle

pa
rab

ole

L’histoire de cette d´ecouverte est fameuse. Le tyran de Syracuse Hi´eron avait acquis une
couronne d’or et d´esirait savoir si elle ´etait faite d’or pur ou si son orf`evre l’avait roul´e
en substituant une partie d’argent. Il demanda `
a Archim`ede de r´esoudre ce probl`eme, sans
endommager la couronne, bien sˆ
ur! La l´egende dit qu’Archim`ede trouva la solution en prenant
son bain et sortit aussitˆot dans la rue en criant Eurˆeka! (j’ai trouv´e!). Il posa la couronne sur
une balance `a fl´eaux, en ´equilibre avec une masse ´egale d’or pur sur l’autre fl´eau. Ensuite, il
plongea le tout dans l’eau. Si la couronne avait ´et´e faite en partie d’argent, son volume aurait
´et´e plus grand que celui de l’or reposant sur l’autre plateau, la pouss´ee hydrostatique aurait
´et´e sup´erieure sur le plateau supportant la couronne et celui-ci aurait ´et´e en d´es´equilibre. Il
n’en fut rien, ce qui sauva la r´eputation (et la vie) de l’orf`evre.

hyperbole

ellipse

Figure 3.5. D´efinition des sections coniques comme intersections de diff´erents plans
avec un cˆ
one. Si le plan est perpendiculaire `
a l’axe du cˆ
one, on obtient un cercle. S’il
est inclin´e, mais `a un angle inf´erieur `
a celui de cˆ
one, on obtient une ellipse. S’il est
inclin´e `a un angle ´egal `a celui du cˆ
one, on obtient une parabole. Enfin, s’il est inclin´e
`a un angle sup´erieur, on obtient une hyperbole.

Appolonius de Perga
´ ese et `a Pergame, vers la fin du –IIIe si`ecle et le
Appolonius de Perga v´ecut `a Alexandrie, `a Eph`
d´ebut du –IIe si`ecle. Il est l’auteur d’un ouvrage en 8 livres : Les coniques, dont sept nous sont
parvenus, qui contiennent pas moins de 487 th´eor`emes. Rappelons (fig. 3.5) que les coniques sont
17

Notons que le syst`eme de num´eration des Grecs utilisait le principe de juxtaposition, comme celui des
´
Egyptiens
et des Romains. Les calculs pratiques ´etaient donc difficiles, ce qui explique en partie l’importance
accord´ee `
a la g´eom´etrie. Plus tard, un syst`eme savant sera mis au point, chaque nombre de 1 `
a 9 ´etant associ´e
a une lettre, chaque dizaine de 10 `a 90 associ´ee `
`
a d’autres lettres, etc. (syst`eme semi-positionnel). Voir [35],
tome 1, pp 441-451.

3.5. La p´eriode hell´enistique

33

d´efinies par les intersections de diff´erents plans avec un cˆone (un math´ematicien de la p´eriode
classique, M´enechme, a le premier introduit cette d´efinition des coniques). Appolonius ´etudie en
grand d´etail les propri´et´es de ces courbes (ellipse, parabole, hyperbole). Son oeuvre sera plus
tard essentielle aux travaux de Kepler sur les orbites et de Galil´ee sur les projectiles. Elle permet
aux Grecs de r´esoudre des probl`emes alg´ebriques du second degr´e. Mˆeme si Appolonius n’est
pas l’inventeur des coniques, il demeure la r´ef´erence la plus compl`ete sur ce sujet et son ouvrage
sera ´etudi´e avec soin par les math´ematiciens jusqu’`a l’´epoque moderne. Avec Eudoxe, Euclide et
Archim`ede, Appolonius est consid´er´e comme l’un des plus grands math´ematiciens de l’Antiquit´e.

eron d’Alexandrie
H´eron v´ecut au Ier si`ecle de notre `ere. Il est surtout c´el`ebre pour ses machines, en particulier
un lointain pr´ecurseur de la machine `a vapeur, constitu´e d’un globe tournant par la r´eaction
de la vapeur sortant de deux orifices (r´eacteurs) qui lui sont attach´es. H´eron est avant tout un
m´ecanicien, mais aussi l’auteur d’un trait´e intitul´e Le dioptre, dans lequel il d´ecrit un instrument
de mesure longtemps utilis´e en arpentage et en astronomie. Il d´ecrit plusieurs machines pratiques
(pressoirs, vis sans fin, leviers, etc.). Il est aussi l’auteur des M´etriques, trait´e de g´eom´etrie `a
tendance pratique, dans lequel il donne une prescription pour le calcul de l’aire d’un triangle en
fonction de ses cˆot´es a, b, c et du demi-p´erim`etre p = (a + b + c)/2, ´equivalente `a la formule
suivante, dite “de H´eron”:
p
A = p(p − a)(p − b)(p − c)
Ce qui est nouveau dans cette pratique est le calcul de la quatri`eme puissance d’une longueur,
chose inconcevable pour les g´eom`etres plus anciens, pour lesquels toute quantit´e devait avoir un
sens strictement g´eom´etrique. H´eron distinguait les grandeurs g´eom´etriques des nombres associ´es
a ces grandeurs.
`

3.5.2 Astronomes
Aristarque de Samos
Aristarque de Samos (–310/–230), ´el`eve de Straton, fut le premier `a proposer clairement un
syst`eme du monde h´eliocentrique : le Soleil est au centre du monde et tous les astres tournent
autour de lui. La Terre est un astre comme les autres et tourne sur elle-mˆeme en une journ´ee, ce
qui explique le mouvement quotidien des autres astres. Nous ne connaissons malheureusement que
peu de choses sur les id´ees d’Aristarque, car aucune de ses oeuvres ne nous est parvenue. Ce n’est
qu’indirectement, entre autres par un passage tr`es bref d’Archim`ede, qu’on connaˆıt son oeuvre.
Il est possible que ce syst`eme ait r´eellement ´et´e invent´e par H´eraclide du Pont (–388/–312), mais
probable que le syst`eme d’H´eraclide ne donnait comme satellites du Soleil que Mercure et V´enus.
En tout cas, H´eraclide fut le premier `a professer la rotation de la Terre sur elle-mˆeme.
Le syst`eme d’Aristarque fut accept´e par quelques-uns, puis progressivement rejet´e. Cl´eanthe
d’Assos (un sto¨ıcien) proposa mˆeme qu’on l’accuse d’impi´et´e pour avoir os´e enlever la Terre
de sa position centrale, ce qui fait d’Aristarque un pr´ecurseur involontaire de Galil´ee! Les deux
principales raisons qui pouss`erent les philosophes de l’´epoque `a rejeter le syst`eme h´eliocentrique
sont :
• L’absence de parallaxe visible des ´etoiles fixes. On supposait alors que les ´etoiles fixes ´etaient
relativement proches de la Terre et on ne comprenait pas que les constellations n’apparaissent
pas d´eform´ees lorsque la Terre se d´eplace autour du Soleil. Aristarque avait du supposer que
les ´etoiles fixes ´etaient extrˆemement ´eloign´ees.
• L’´el´ement “terre”, le plus lourd, devait ˆetre au centre de l’Univers. Ce principe tenait lieu de
gravitation universelle aux Anciens.

34

3. La science grecque

Nous verrons sous peu qu’il est possible que certains astronomes, successeurs d’Aristarque, aient
en fait accept´e les id´ees de ce dernier et en aient tir´e des cons´equences physiques surprenantes
pour l’´epoque.
´
Eratosth`
ene
´
Eratosth`ene de Cyr`ene (–275/–175) est c´el`ebre pour avoir donn´e la premi`ere estimation honnˆete
du diam`etre de la Terre. Sa m´ethode est expliqu´ee `a la figure 3.6. Il ´etait de notori´et´e publique
qu’`
a Sy`ene18 (S), le jour du solstice d’´et´e, le Soleil ´eclaire un puits jusqu’au fond `a midi. C’est
donc que Sy`ene est sur le tropique du Cancer et qu’elle est sur la droite qui va du centre de la
´
Terre (O) au Soleil `a ce moment-l`a. Le mˆeme jour, Eratosth`
ene mesura l’angle θ que fait l’ombre
d’un objet vertical `a midi, `a Alexandrie (A) et obtint π/25 radians (7,2◦ ). Connaissant la longueur
de l’arc de cercle AS (5000 stades, sur le mˆeme m´eridien), il en d´eduisit que la circonf´erence C est
50×5 000 = 250 000 stades (les auteurs anciens disent 252 000). Le stade ´egyptien vaut environ
159,7 m, ce qui donne une circonf´erence de 39 690 km (la vraie circonf´erence est de 40 000
km). En fait, la pr´ecision de cette estimation est fortuite, car la distance AS est sup´erieure `a
5 000 stades et les deux villes ne sont pas exactement sur le mˆeme m´eridien (les deux erreurs se
compensent mutuellement).

θ

A

O

θ

S

´
Figure 3.6. Diagramme illustrant la m´ethode d’Eratosth`
ene pour calculer la circonf´erence de la Terre.

´
Eratosth`
ene est aussi connu pour sa m´ethode du “crible” pour trouver les nombres premiers : il
s’agit d’´eliminer de la liste des nombres entiers tous les multiples des entiers, en succession.
Hipparque
Hipparque (−161/ − 127) fut le plus grand astronome de l’Antiquit´e. Malheureusement, pratiquement rien de son oeuvre ne nous est parvenu et on doit reconstruire ses id´ees `a partir de
commentaires figurants dans d’autres oeuvres, en particulier celle de Claude Ptol´em´ee, ´ecrite
trois si`ecles plus tard. Hipparque fut `a la fois un observateur m´eticuleux et un math´ematicien de
g´enie. Il effectua des observations astronomiques pr´ecises et m´ethodiques, `a l’aide d’instruments
perfectionn´es pour l’´epoque. Signalons quelques-unes de ses contributions.
Hipparque construisit un catalogue d’au moins 800 ´etoiles, en notant leurs positions avec
pr´ecision et en ´evaluant leurs magnitudes apparentes. Il aurait r´ealis´e ce catalogue dans le but
de l´eguer `a la post´erit´e un outil permettant de d´etecter l’apparition de nouvelles ´etoiles (novas)
ou mˆeme de pouvoir observer, `a long terme, le mouvement des ´etoiles les unes par rapport aux
autres. Hipparque, en avance sur son temps, semble avoir d´elaiss´e la notion de sph`ere des ´etoiles
fixes pour lui pr´ef´erer une espace infini dans lequel les ´etoiles peuvent se d´eplacer librement.
Or, l’astronome anglais Halley, en examinant en 1718 le catalogue d’Hipparque (transmis par
18

Aujourd’hui appel´ee Assouan.

3.5. La p´eriode hell´enistique

35

Ptol´em´ee) y d´ecela des diff´erences d’avec ses observations sur Sirius, Arcturus et Ald´ebaran, qui
confirm`erent le mouvement propre de ces ´etoiles. Sirius s’´etait d´eplac´e de 300 , et Ald´ebaran de 1
degr´e. Hipparque r´eussit donc son pari, apr`es presque 2000 ans.
Hipparque, dans le but de r´epertorier les positions des ´etoiles, inventa la
trigonom´etrie, en particulier la trigonom´etrie sph´erique, c’est-`a-dire l’´etude
des triangles d´ecoup´es sur la surface d’une sph`ere. Il ´elabora `a cet effet une
table de cordes (les quantit´es plus famili`eres aujourd’hui, sinus et cosinus,
furent introduites plusieurs si`ecles apr`es par les astronomes indiens). Notons
que la corde d’un angle θ, illustr´ee ci-contre, est la longueur AB, alors que
le sinus de la moiti´e de cet angle est AC, si le rayon du cercle est l’unit´e. La
corde d’un angle θ est donc ´egale `a 2 sin(θ/2).

A

θ

C
B

Hipparque fut le premier `a reconnaˆıtre la pr´ecession des ´equinoxes, c’est-`a-dire le d´eplacement
lent du point vernal (´equinoxe de printemps) sur le zodiaque. Il obtint la valeur de 4600 par
ann´ee pour cette pr´ecession (la valeur moderne est 5000 , 26). En raison de cette pr´ecession, la
position du Soleil dans le zodiaque `a l’´equinoxe de printemps fait un tour complet en 26 000 ans.
Dans le temps des Sum´eriens, l’´equinoxe se produisait dans la constellation du Taureau (`ere du
Taureau). Ensuite, l’´equinoxe glissa dans la constellation voisine du B´elier (c’est `a cette ´epoque
que l’astrologie figea ses pratiques). Depuis 2 000 ans, l’´equinoxe se produit dans la constellation
des Poissons et elle glisse progressivement dans la constellation du Verseau (nous entrerons dans
l’`ere du Verseau dans six si`ecles environ). Hipparque d´eduisit la pr´ecession des ´equinoxes en
comparant ses observations pr´ecises avec celles effectu´ees 150 ans auparavant par l’astronome
Timocharis d’Alexandrie.
` partir de la p´eriodicit´e des eclipses connues des Babyloniens, Hipparque estime la dur´ee du
A
mois `
a 29 jours, 12 heures , 44 minutes et 3 31 secondes, soit moins d’une demi-seconde de plus que
la valeur pr´esentement admise!
En mesurant la dur´ee d’une eclipse de Lune, Hipparque conclut que la Lune se trouve `a 65
rayoons terrestres du centre de la Terre, ce qui est assez proche des 60,25 rayons terrestres connus
aujourd’hui.
Hipparque estime la dur´ee de l’ann´ee `a 365 jours, 5 heures, 55 minutes et 12 secondes, soit 6,5
minutes de trop par rapport `a la valeur actuelle.
Hipparque, en observant les eclipses de Lune, estime la distance Terre-Lune `a 67,7 rayons
terrestres, alors que la valeur moyenne actuelle est de 60,3. Il estime par ailleurs le rayon de la
Lune `
a 1/3 du rayon terrestre, alors que la valeur r´eelle est de 0,27 rayon terrestre.
Hipparque est aussi reconnu comme l’un des inventeurs de la th´eorie des excentriques et des
´epicycles, d´ecrite par Ptol´em´ee et utilis´ee jusqu’`a Kepler pour d´ecrire pr´ecis´ement le mouvement des plan`etes. Curieusement, cette th´eorie pr´esuppose une vision g´eocentrique de l’Univers,
alors que par d’autres sources on est en droit de croire qu’Hipparque partageait plutˆot les vues
h´eliocentriques d’Aristarque.
Hipparque fut-il le Newton de l’Antiquit´
e?
La question est t´em´eraire, mais de r´ecentes analyses de textes en ont d´emontr´e la pertinence.
Selon L. Russo [65], les progr`es de la physique furent tels pendant la p´eriode hell´enistique que
´leucos de Babylonie et Hipparque, poss´edaient
des astronomes du IIe si`ecle, principalement Se
une th´eorie dynamique du mouvement des plan`etes, c’est-`a-dire une th´eorie bas´ee sur le principe
d’inertie et la notion de force, qu’ils auraient appel´ee phora (ϕορα). Cette hypoth`ese audacieuse est bas´ee sur l’analyse de textes de Plutarque, S´en`eque, Vitruve et Pline, ´ecrits quelques
g´en´erations apr`es Hipparque (les textes astronomiques de cette ´epoque sont tous perdus). Dans

36

3. La science grecque

ces textes on trouve des r´ef´erences claires au principe d’inertie – qui stipule qu’un objet se d´eplace
en ligne droite `a vitesse constante `a moins qu’une force s’exerce sur lui – et au fait que la Lune
tourne autour de la Terre en raison d’une force que cette derni`ere exerce sur elle et qui contrebalance son mouvement naturel `a s’´eloigner en ligne droite, etc. Si cette hypoth`ese ´etait correcte,
elle ferait d’Hipparque l’´egal de Newton, mais un Newton rapidement oubli´e. Mentionnons que
S´eleucos, contemporain d’Hipparque, est connu pour sa d´efense des id´ees h´eliocentriques et par sa
discussion des mar´ees et de leurs variations annuelles, qu’il attribuait `a une influence de la Lune
et du Soleil.
On peut se demander comment un tel progr`es scientifique, s’il a bien eu lieu, a pu ˆetre perdu si
facilement. En fait, c’est toute la question de la survivance des connaissances hell´enistiques qui se
pose ici. Notons par exemple que certaines oeuvres d’Archim`ede ne nous sont parvenues que par
une seule copie manuscrite et que d’autres de ses oeuvres sont d´efinitivement perdues. Le coˆ
ut
prohibitif des livres `a cette ´epoque (en particulier du papyrus) est certainement un facteur. Plus
importante, probablement, est la difficult´e math´ematique des th´eories d’Hipparque, qui a restreint
consid´erablement son public et, par cons´equent, ses copistes. G´en´eralement, les oeuvres les plus
profondes et les plus avanc´ees ne sont pas les plus faciles d’acc`es et sont donc les plus susceptibles
de disparaˆıtre en cas de d´et´erioration de la vie scientifique, comme celle qui se produisit au milieu
du IIe si`ecle avant J.-C. La r´evolution scientifique oubli´ee de la p´eriode hell´enistique peut servir
de le¸con `a la soci´et´e moderne, qui pr´esente certains symptˆomes avant-coureurs d’un d´eclin des
connaissances scientifiques.
Ptol´
em´
ee
Claude Ptol´em´ee (ne pas confondre avec les Ptol´em´ees, rois lagides) v´ecut au IIe si`ecle de
notre `ere, `a Alexandrie. On sait qu’il proc´eda `a des observations astronomiques entre 127 `a
141. Son ouvrage principal, l’un des trait´es scientifiques les plus remarquables que nous ait
laiss´e l’Antiquit´e, est intitul´e Composition math´ematique (Ματεµατικη συνταξις) et a ´et´e r´edig´e
vers l’an 150. Dans ce livre, Ptol´em´ee expose la th´eorie math´ematique de l’astronomie, dont la
principale partie consiste en un syst`eme destin´e `a d´ecrire et pr´evoir la position des astres (lune,
soleil et plan`etes). Ce livre important fut plus tard appel´e “Le grand livre”, par opposition `a
un autre livre plus modeste du mˆeme auteur, sorte de r´esum´e du premier. Plus tard, les Arabes
d´eform`erent le grec megistˆ
on (grand) et appel`erent ce livre “al-majisti”, nom qui fut `a son tour
corrompu par les Occidentaux du moyen-ˆage pour devenir Almagesti en latin et Almageste en
fran¸cais; c’est donc ainsi que ce livre, l’un des plus importants de l’histoire de l’astronomie, est
couramment appel´e. Ptol´em´ee y fait souvent r´ef´erence `a Hipparque et il est difficile de distinguer
la contribution originale de Ptol´em´ee de ce qu’il tient de ses pr´ed´ecesseurs.
La th´eorie de Ptol´em´ee sur le mouvement des astres repose sur les notions g´eom´etriques de cercles
´epicycles et excentriques. Essayons tout d’abord de comprendre comment le mouvement des
plan`etes peut ˆetre sommairement d´ecrit par ces notions. Consid´erons la Fig. 3.7. En Ia, on illustre
l’orbite circulaire de la Terre T et d’une plan`ete int´erieure P (Mercure ou V´enus) autour du soleil,
dans un sch´ema h´eliocentrique simplifi´e. La vision du mˆeme syst`eme dans le sch´ema g´eocentrique
de Ptol´em´ee est illustr´e en Ib. La Terre est maintenant fixe, le soleil effectue une r´evolution d’un
an autour de la Terre et la plan`ete P une r´evolultion autour du point S. Le mouvement de la
plan`ete, vu de la Terre, requiert donc la construction de deux cercles : le d´ef´erent et l’´epicycle. Le
rayon de l’´epicycle est plus petit que celui du d´ef´erent et son centre parcourt le d´ef´erent. En IIa,
on illustre plutˆot l’orbite d’une plan`ete ext´erieure P (Mars, Jupiter ou Saturne) avec celle de la
Terre autour du soleil. Les trois points S, T, et P d´efinissent en tout temps un parall´elogramme
dont le point immat´eriel C constitue le quatri`eme sommet. Les distances SP et ST sont constantes
dans le temps, mais l’angle 6 TSP varie. Dans le sch´ema g´eocentrique illustr´e en IIb, le point T
est immobile et le point C d´ecrit une orbite circulaire autour du point T, dans un temps ´egal

3.5. La p´eriode hell´enistique

37

ent
fér


P

T

P
épicycle

S

T
S

Ia

Ib

P
C

P
C
S

II a

S

T

T

II b

Figure 3.7. Illustration du principe de l’´epicycle dans la repr´esentation sommaire
du mouvement d’une plan`ete dans un syst`eme g´eocentrique. Voir le texte pour une
explication.

`a la p´eriode de l’orbite que suivrait la plan`ete P dans un sch´ema h´eliocentrique (la distance
TC est identique en tout temps `a SP et donc constante). La plan`ete P, elle, parcourt l’´epicyle
en une p´eriode d’un an. On voit qu’il est possible de repr´esenter le mouvement de toutes les
plan`etes, int´erieures comme ext´erieures, par des ´epicycles. Le recours `a un ´epicyle peut facilement
expliquer le mouvement r´etrograde apparent des plan`etes sur une certaine partie de leur orbite,
tel qu’illustr´e `a la Fig. 3.8.
Le sch´ema de Ptol´em´ee comporte des co¨ıncidences qui ne peuvent ˆetre expliqu´ees naturellement
que dans un syst`eme h´eliocentrique. Il est clair d’apr`es la figure 3.7 que, pour une plan`ete
int´erieure, le centre de l’´epicycle est toujours situ´e sur la droite qui joint la Terre et le Soleil.
D’autre part, pour une plan`ete ext´erieure, la position de la plan`ete sur son ´epicycle (segment PC
sur la partie IIb de la figure) est aussi parall`ele `a cette droite. Si le point de vue g´eocentrique
´etait fondamentalement correct, ces co¨ıncidences n’auraient pas de raison d’ˆetre. Elles constituent
en fait des arguments solides en faveur d’un syst`eme h´eliocentrique.
En r´ealit´e, les orbites plan´etaires sont plus complexes, car elles ne forment pas des cercles parfaits,
mais des ellipses, dont le soleil est `a l’un des foyers. Une plan`ete parcourt son orbite `a une vitesse
non uniforme, plus grande lorsqu’elle est plus rapproch´ee du soleil et plus petite lorsqu’elle
est plus ´eloign´ee. Ces complications font qu’un sch´ema g´eocentrique requiert un ´epicycle mˆeme
pour d´ecrire l’orbite apparente du soleil autour de la Terre. D’autre part, Ptol´em´ee a recourt
a un dispositif ing´enieux, par lequel le centre de l’´epicycle ne parcourt pas le d´ef´erent `a vitesse
`
uniforme. Le mouvement de l’´epicycle est plutˆot uniforme par rapport `a un autre point appel´e
´equant (cf Fig 3.8), de sorte que les quatre secteurs illustr´es sur la figure 3.8 sont parcourus en des
temps ´egaux. La Terre n’est dans ce cas plus plac´ee au centre du d´ef´erent, mais est excentrique
par rapport `a lui, dispos´ee sym´etriquement par rapport `a l’´equant. De cette mani`ere, la course
non uniforme des plan`etes autour de la Terre est d´ecrite de mani`ere satisfaisante pour l’´epoque.

38

3. La science grecque

mouvement
rétrograde

Equant

déférent

Terre
mouvement
direct

C

B
E

D

A

épicycle

Figure 3.8. Sch´ema d´emontrant comment l’utilisation d’´epicycles peut repr´esenter
le mouvement r´etrograde d’une plan`ete par rapport `
a la Terre. Les points A `
a
E repr´esentent des points ´equidistants sur l’´epicycle (s´epar´es par des intervalles de
temps ´egaux, en l’absence d’´equant) mais non ´equidistants sur l’orbite observ´ee. On
indique aussi l’´equant, point par rapport auquel le d´eplacement du centre de l’´epicycle
est uniforme. La Terre n’est pas au centre du d´ef´erent, mais lui est excentrique.

Ce sont les observations de Tycho Brah´e (1546/1601) qui ont les premi`eres indiqu´e qu’un syst`eme
`a base de cercles comme celui-ci ´etait insuffisant. Le principal d´efaut du syst`eme de Ptol´em´ee
n’est pourtant pas son inexactitude, mais son caract`ere artificiel et compliqu´e. On dit que le
roi de Castille Alphonse X le Sage, lorsqu’on lui expliqua le syst`eme de Ptol´em´ee, s’exclama :
“Si Dieu m’avait consult´e avant de cr´eer tout cela, je lui aurais conseill´e quelque chose de plus
simple. . . ”.
Notons que la th´eorie des excentriques et des ´epicycles s’oppose `a celle des sph`eres homocentriques
d’Eudoxe. L’une des raisons physiques invoqu´ees contre le syst`eme d’Eudoxe et pour le syst`eme de
Ptol´em´ee est l’´eclat variable des plan`etes, notamment Mars et V´enus. Dans le syst`eme d’Eudoxe,
chaque plan`ete reste en tout temps `a la mˆeme distance de la Terre et cette diff´erence d’´eclat est
inexplicable sauf en invoquant une variation intrins`eque de l’´eclat, ce qui contredit la permanence
du monde c´eleste. Au contraire, dans le syst`eme de Ptol´em´ee, la distance des plan`etes `a la Terre
n’est pas constante, ce qui peut expliquer les variations d’´eclat.
Notons aussi que si la th´eorie des excentriques et des ´epicycles peut raisonnablement bien
repr´esenter les longitude des plan`etes (c’est-`a-dire leur position le long du zodiaque), il en va
autrement pour leur latitude, c’est-`a-dire leur d´eviation (faible) par rapport `a l’´ecliptique. Le
probl`eme des latitudes est la pierre d’achoppement de l’astronomie ptol´ema¨ıque et mˆeme de
l’astronomie copernicienne. Ce n’est que Kepler qui r´esoudra le probl`eme, en supposant le premier que les plans des orbites des plan`etes passent par le Soleil et non par la Terre.
Des travaux r´ecents [57] tendent `a d´emontrer que Ptol´em´ee n’est pas l’auteur du concept d’´equant,
mais que les h´eliocentristes de l’´ecole d’Aristarque, ou peut-ˆetre Hipparque, en seraient les au-

3.5. La p´eriode hell´enistique

39

teurs. De plus, une analyse d´etaill´ee des donn´ees de Ptol´em´ee sur les positions des plan`etes
peut nous faire croire qu’il en a fabriqu´e quelques unes pour pr´eserver l’accord avec son syst`eme
th´eorique. En fait, Ptol´em´ee aurait emprunt´e des observations et des donn´ees plan´etaires aux anciennes th´eories h´eliocentriques pour r´ediger sa propre th´eorie g´eocentrique, ce qui constituerait un
recul du point de vue scientifique. N’oublions pas que Ptol´em´ee n’´etait pas seulement astronome,
mais aussi astrologue et que le dogme astrologique a toujours plac´e la Terre en position centrale.
En somme, malgr´e l’immense influence de son oeuvre jusqu’`a Copernic, Ptol´em´ee nous apparaˆıt
plutˆ
ot comme une figure de la science gr´eco-romaine en d´eclin du d´ebut de l’`ere chr´etienne.

O

P

P
O

Q

(a)

Q

(b)

Figure 3.9. Projections st´er´eographique (a) et conique (b) utilis´ees par Ptol´em´ee dans
sa G´eographie.

Ptol´em´ee est aussi l’auteur d’une G´eographie, `a partir de laquelle plusieurs cartes g´eographiques
ont ´et´e trac´ees jusqu’`a la Renaissance. Cependant, il s’agit d’une g´eographie math´ematique et
non descriptive. D’un point de vue math´ematique, le probl`eme de la cartographie revient `a
´etablir une correspondance entre la surface d’une sph`ere (la Terre) et une surface plane (la carte
g´eographique). Ptol´em´ee utilisa `a cette fin la projection st´er´eographique (fig. 3.9a), dans laquelle
un point P sur la Terre est associ´e `a un point Q sur le plan ´equatorial par une prolongation du
segment OP originaire du pˆole. Cette projection a en fait ´et´e introduite par Hipparque, quoique
ce dernier utilisait non pas le plan ´equatorial, mais le plan tangent au pˆole sud. Ptol´em´ee a par
ailleurs invent´e une projection conique (fig. 3.9b), dans laquelle le segment OP, originaire du
centre de la Terre, est prolong´e jusqu’`a un cˆone tangent `a la surface de la Terre. Le cˆone peut
ensuite ˆetre “d´eroul´e” sur un plan et former une carte.
Enfin, signalons que Ptol´em´ee est l’auteur d’un trait´e d’astrologie en quatre livres, pour cette
raison surnomm´e le Tetrabiblos. Le double visage (scientifique et occultiste) de Ptol´em´ee nous
apparaˆıt suspect aujourd’hui, mais ne l’´etait probablement pas du tout `a son ´epoque.

3.5.3 M´edecins

erophile
´rophile fut invit´e `a Alexandrie par Ptol´em´ee I et y continua ses
Originaire de Chalc´edoine, He
travaux sous Ptol´em´ee II. Il ´etudia `a Cos et professa la th´eorie des humeurs, mais il reste surtout
c´el`ebre pour ses contributions `a l’anatomie. Ce progr`es furent facilit´es du fait que les dissections
´
d’humains, impossibles en Gr`ece, ´etaient tol´er´ees `a Alexandrie : les Egyptiens
avaient de toute
fa¸con l’habitude d’embaumer leurs morts soigneusement. Citons ses contributions principales :
• L’´etude du syst`eme nerveux. Il distingua les nerfs des ligaments et des vaisseaux sanguins. Il
pla¸ca le si`ege de l’ˆame et des sensations dans le cerveau, contrairement `a Aristote qui le pla¸cait
dans le coeur.

40

3. La science grecque

• Il distingua les veines des art`eres. Il croyait cependant que la pulsation des art`eres ´etait
intrins`eque et non caus´ee par les contractions du coeur.
• Il est le premier m´edecin connu `a avoir pris le pouls de ses patients, aid´e d’une clepsydre
(horloge `a eau).
• Il est aussi le d´ecouvreur des trompes de Fallope, en avance de 1800 ans sur Fallope lui-mˆeme.
Enfin, comme il ´etait courant dans le monde grec, il consid´erait que la di´et´etique et l’exercice
physique (gymnastique) sont des facteurs importants dans le maintien de la sant´e.
´
Erasistrate
´
Successeur d’H´erophile, Erasistrate
(−304/ − 258) r´esida lui-aussi `a Alexandrie. Il fut le premier m´edecin connu `a pratiquer des autopsies dans le but de connaˆıtre la cause de la mort. Il
pratiqua des exp´eriences sur la d´eperdition ´energ´etique, pr´efigurant ainsi l’´etude du m´etabolisme.
Il distingua les nerfs sensitifs des nerfs moteurs. Il affirma que toutes les partie du corps sont
´
tiss´ees de veines, d’art`eres et de nerfs. Erasistrate
enseigne que le coeur agit comme une pompe,
mais qu’un cˆot´e du coeur attire le sang produit par le foie (via la veine cave) alors que l’autre

ot´e attire le pneuma absorb´e par les poumons et ainsi transport´e par les art`eres! On pense que
cette erreur est due `a la pratique d’´etrangler les animaux avant de proc´eder `a la dissection (on
n’effectuait pas de vivisections), ce qui avait pour effet de relˆacher la tension art´erielle et de vider
les art`eres, donnant ainsi la fausse impression qu’elle ne portaient pas de sang. Erasistrate observe
les valvules, qui forcent l’´ecoulement du sang `a se produire toujours dans le mˆeme sens.
Galien
De tous les m´edecins grecs, le plus influent dans les si`ecles qui suivront est sans conteste Claude
Galien19 (129/ ∼ 200). La raison en est qu’il nous a laiss´e un grand nombre d’oeuvres ´ecrites
et qu’il ´etait, de plus, tr`es soucieux de souligner sa contribution personnelle. Galien est n´e `a
Pergame et a ´etudi´e la m´edecine notamment dans sa ville natale et `a Alexandrie. Il fut pendant
quelques ann´ees m´edecin de l’´ecole de gladiateurs de Pergame, ce qui lui permit d’acqu´erir une
certaine exp´erience en chirurgie. Cependant, il semble qu’il pr´ef´erait de beaucoup la m´edecine `a
la chirurgie. Sa r´eputation le mena jusqu’`a Rome o`
u il devint m´edecin de la famille imp´eriale sous
Marc-Aur`ele.
Galien fut fortement influenc´e dans sa pratique par l’´ecole hippocratique et dans ses conceptions
physiologiques par Aristote. En fait, on peut faire un parall`ele entre Galien et l’astronome Claude
Ptol´em´ee. Les deux sont des figures relativement tardives de l’Antiquit´e, ce qui a aid´e `a la
conservation de leurs oeuvres et `a leur renomm´ee. Les deux ne sont pas aussi originaux qu’on l’a
longtemps cru, se basant surtout sur les r´esultats de leurs pr´ed´ecesseurs.
Il semble que Galien ait proc´ed´e `a de nombreuses dissections, mais sur des animaux seulement. V´esale, un anatomiste c´el`ebre de la Renaissance, s’est aper¸cu que certaines descriptions
anatomiques donn´ees par Galien d´ecrivaient non pas l’ˆetre humain, mais le macaque!
Les conceptions de Galien sur le syst`eme vasculaire sont particuli`eres et m´eritent d’ˆetre mentionn´ees. Comme Aristote, Galien pense que c’est le sang qui nourrit et conserve le corps.
Cependant, le rˆole du coeur est plutˆot curieux : entre le foie et le ventricule droit se produit
un mouvement de va-et-vient du sang, charg´e d’esprits naturels provenant de la digestion. Le
ventricule gauche, lui, re¸coit des poumons le pneuma, qui devient un esprit vital, distribu´e par
les art`eres de par le corps, apr`es avoir re¸cu une partie du sang, pass´e du ventricule droit au
ventricule gauche par le septum inter-ventriculaire, `a travers des pores invisibles (!). Le cerveau
re¸coit une partie de cet esprit vital, qui y devient esprit animal, redistribu´e `a travers le corps par
19

Galˆenos en grec, Galenus en latin, Galen en anglais.

3.6. Le d´eclin de la science antique

41

l’interm´ediaire des nerfs, suppos´es creux pour le besoin de la cause. Signalons que, selon Galien,
la respiration remplit aussi un rˆole de refroidissement du sang.
La m´edecine de Galien est devenue un v´eritable dogme au moyen-ˆage. Le cours de m´edecine
a la Facult´e se r´esumait `a une lecture `a haute voix d’un livre de Galien par le maˆıtre, tandis
`
qu’un assistant d´esignait en mˆeme temps les lieux anatomiques sur un cadavre diss´equ´e. C’est
l’anatomiste flamand V´esale qui, au milieu du XVIe si`ecle, fut le premier `a remettre en question
le syst`eme gal´enique.

3.6 Le d´eclin de la science antique
Entre l’ˆ
age d’or de la science hell´enistique (les IIIe et IIe si`ecles avant notre `ere) et le d´ebut
du moyen-ˆage (Ve si`ecle), la science amorce ce qui semble ˆetre un long mais inexorable d´eclin.
Mˆeme les plus grands savants de cette p´eriode, comme Ptol´em´ee et Galien, ne font peut-ˆetre que
reprendre `a leur compte des connaissances pass´ees. En tout cas, leur contributions originales ne
peuvent ˆetre compar´ees `a celles de leurs pr´ed´ecesseurs de trois si`ecles. La majorit´e des savants se
contente de commenter les oeuvres d’Aristote, d’Euclide ou d’Appolonius. Signalons que le d´eclin
des sciences antiques se produit ind´eniablement d`es le d´ebut de l’empire romain et non apr`es sa
chute, comme on pourrait na¨ıvement le croire.
Les Romains, excellents ing´enieurs, ont laiss´e des routes et des ´egoˆ
uts encore utilisables apr`es 2000
ans, mais leur r´epugnance face `a la philosophie sp´eculative n’a pas permis un r´eel d´eveloppement
des sciences chez eux. En particulier, on ne connaˆıt pas un seul math´ematicien romain! Parmi les
auteurs latins touchant `a la science, citons
`ce (Titus Lucretius Carus, ∼ −98/ ∼ −55) est un po`ete rattach´e `al’´ecole ´epicurienne.
• Lucre
Dans un long po`eme intitul´e De Natura Rerum (De la Nature), il d´ecrit la physique ´epicurienne
(i.e. atomiste) et en tire des le¸cons morales. Il met en garde les humains contre une crainte
inutile des dieux, car le destin du monde est r´egi par des ph´enom`enes mat´eriels seulement.
• Vitruve (Marcus Vitruvius Pollio) est un ing´enieur-architecte du Ier si`ecle avant notre `ere.
Dans son oeuvre, De Architectura (De l’Architecture), il explique non seulement les principes
th´eoriques et esth´etiques de l’architecture, mais aussi les bases de la physique et la m´ecanique
connues `a l’´epoque.
• Pline l’Ancien (Caius Plinus Secundus, 23/79) est avant tout un naturaliste, auteur d’une
vaste encyclop´edie (la premi`ere connue) intitul´ee Histoire naturelle dans laquelle il veut rassembler l’ensemble des connaissances de son temps. Pline fait souvent preuve de cr´edulit´e excessive
face aux anectodes curieuses qu’on lui raconte. Il mourut en tentant de secourir les victimes de
l’´eruption du V´esuve en 79, ´eruption qui ensevelit la ville de Pomp´ei.
Ces auteurs latins ne sont pas du tout comparables `a leurs pr´edecesseurs grecs quant `a l’originalit´e
ou la profondeur, mais leurs oeuvres ont connu une diffusion plus large au moyen-ˆage et pendant la
Renaissance, du fait qu’elles sont ´ecrites en latin et qu’elles sont aussi beaucoup plus abordables.
Les scientifiques de valeur de cette ´epoque romaine sont encore des Grecs. Nous avons d´ecrit
les travaux de Ptol´em´ee et de Galien. Signalons aussi un math´ematicien plus tardif encore,
Diophante d’Alexandrie (325/410), l’auteur des Arithm´etiques et probablement le plus grand
alg´ebriste Grec. Il ´etudia les ´equations quadratiques `a une et plusieurs inconnues, dont les solutions ´etaient toujours suppos´ees rationnelles. Aujourd’hui, on d´esigne par ´equation diophantine
une ´equation alg´ebrique sur l’ensemble des entiers.

42

3. La science grecque

Causes du d´
eclin de la science antique
Pourquoi la science antique a-t-elle suivi cette pente descendante? C’est `a ce genre de question
que les historiens tentent de r´epondre et la r´eponse donn´ee est souvent fortement teint´ee par les
opinions politico-religieuses de chaque auteur. On sugg`ere g´en´eralement les explications suivantes :
Une explication culturelle : Les Romains ´etaient un peuple fondamentalement pratique, qui
m´eprisait les sp´eculations philosophiques des Grecs. L’aristocratie romaine confiait typiquement
l’´education de ses enfants `a des tuteurs grecs, et s’int´eressait occasionnellement aux questions de
philosophie, mais sans s’y engager comme les Grecs le firent.
Une explication ´economique : La science se d´eveloppe le plus ais´ement dans un environnement domin´e par la bourgeoisie marchande, avide d’innovations techniques, et demande aussi
´
un m´ec´enat de l’Etat.
Ces conditions ´etaient id´ealement r´eunies `a l’´epoque hell´enistique, mais
disparurent progressivement sous l’empire romain. En effet, les Romains sont plus un peuple d’agriculteurs que de marchands et les conquˆetes romaines se traduisirent par l’apparition
d’immenses domaines agricoles appartenant aux nobles et aliment´es d’une abondante maind’oeuvre `a bon march´e (esclaves). Dans ce contexte, l’innovation technique et non seulement
moins n´ecessaire, mais peut mˆeme ˆetre un danger `a la stabilit´e de l’ordre social.
Une explication religieuse : Les conquˆetes d’Alexandre ont non seulement contribu´e `a exporter
la philosophie grecque vers l’Orient, mais aussi `a importer des croyances ou religions orientales
vers l’Occident hell´enis´e. Des cultes aussi divers que ceux de Baal, d’Isis, de Cybelle, de Mithra,
etc. ont gagn´e en popularit´e, ainsi que des pratiques occultes dont l’alchimie et l’astrologie. Ces
pratiques auraient d´etourn´e l’effort collectif des Grecs des sciences rationnelles.
Il est certain que tous ces facteurs ont contribu´e au d´eclin des sciences, mais il est difficile
d’´etablir le partage des responsabilit´es. La mont´ee du christianisme n’a d’ailleurs pas am´elior´e
le sort de la science antique. Le christianisme est une religion essentiellement salvatrice, qui
promet aux pauvres et aux esclaves, mis´erables dans un monde en d´etresse, une vie meilleure
dans l’au-del`a. Cet espoir explique en partie la popularit´e croissante du christianisme dans la
cruelle soci´et´e imp´eriale. En effet, les divisions de classe et les contrastes de richesse ´etaient
devenus tr`es criants sous l’empire romain et l’activit´e philosophique, apanage des aristocrates, est
devenu condamnable aux yeux des premiers chr´etiens, dans leur rejet pˆele-mˆele de tout ce qui
´etait associ´e `a l’aristocratie : luxe, puissance mat´erielle, divertissements, etc. Plus profond´ement,
on ne consid`ere plus que la connaissance v´eritable peut ˆetre acquise par la raison, la patience et
l’objectivit´e, mais plutˆot par la puret´e des sentiments et la foi : “je crois parce que c’est absurde”,
´
disait Tertullien (160/222), l’un des p`eres de l’Eglise.
La religion chr´etienne devient dominante
dans l’empire romain `a partir du r`egne de Constantin (306/337). L’´edit de Milan (313) reconnaˆıt
de facto le christianisme comme religion officielle. La p´eriode qui suit en est une de r´eaction
chr´etienne contre le polyth´eisme et la philosophie antique.
L’abandon des sciences `
a la fin de l’empire romain
L’empire romain se d´ecompose au Ve si`ecle. La partie occidentale tombe aux mains des barbares
germaniques qui se la partagent en petits royaumes et qui laissent l’infrastructure romaine `a
l’abandon. La partie orientale, qu’on connaitra sous le nom d’empire byzantin, conserve son unit´e
mais perd progressivement de sa vigueur. Les passions religieuses et sportives (les courses de char)
et les r´evolutions de palais `a Constantinople marquent beaucoup plus cette ´epoque que l’´etude
des sciences.
L’un des ´episodes les plus navrants de cette p´eriode est l’histoire d’Hypatie d’Alexandrie. Hy´on d’Alexandrie, ´etait philosophe, math´ematicienne et astronome
patie (370/415), fille de The
(comme son p`ere d’ailleurs). Comme tous les savants de son ´epoque, elle est plus connue pour
son enseignement et ses commentaires des auteurs anciens que pour des contributions originales.

3.6. Le d´eclin de la science antique

43

Cependant, elle se distinguait par sa vive intelligence, son aplomb et la brillance de son enseignement. Sa popularit´e aupr`es de la haute soci´et´e alexandrine excita la jalousie de l’´evˆeque Cyrille
d’Alexandrie. Il est cependant difficile d’affirmer si celui-ci fut `a l’origine de l’´emeute d’une troupe
de moines qui, conduits par un certain Pierre, d´evasta le Mus´ee et assassina d’une mani`ere atroce
Hypatie.20
Les institutions alexandrines, dont le Mus´ee, d´eclin`erent progressivement apr`es l’´etablissement
officiel de la religion chr´etienne dans cette ville. On ignore s’il en restait quoi que ce soit lors de
l’invasion arabe.21 L’Acad´emie de Platon, entretenue par les n´eo-platoniciens au d´ebut de l’`ere
chr´etienne, fut ferm´ee sur ordre de l’empereur Justinien en 525, qui lui reprochait de r´epandre
des id´ees pa¨ıennes. De toute fa¸con, l’Acad´emie n’´etait probablement que l’ombre de ce qu’elle
avait ´et´e quelques si`ecles auparavant. Les membres de l’Acad´emie s’exil`erent `a Jundishapur (ou
Gondeshapur), dans la Perse du roi Khosro`es Anushirwan, le plus grand des rois sassanides. C’est
´
aussi `
a Jundishapur que les chr´etiens nestoriens se r´efugi`erent apr`es avoir ´et´e chass´es d’Edesse
(auj. Urfa) par l’empereur en 481. Le roi Khosro`es attira `a Jundishapur des savants grecs et
indiens. L’importance de cette ville tenait `a sa position centrale, qui permit une fructueuse
rencontre des sciences grecque, persanne et indienne, et `a son importance pour l’´eclosion de la
science arabe.
La figure la plus int´eressante de la p´eriode byzantine est peut-ˆetre Jean Philopon (490/566),
commentateur d’Aristote et n´eoplatonicien. Philopon est surtout connu par sa critique de la
th´eorie du mouvement d’Aristote. Il s’oppose `a l’id´ee que la vitesse d’un projectile soit maintenue
par une action du milieu environnant, comme le croyait Aristote. Il pense plutˆot que sa vitesse
provient d’un imp´etus (´elan) qui lui est donn´e par l’instrument de lancement (par exemple, l’arc,
pour une fl`eche). Cette id´ee sera reprise ind´ependamment par Jean Buridan au moyen-ˆage.
En g´en´eral, l’empire byzantin fut peu favorable au d´eveloppement des sciences, pour des raisons
essentiellement religieuses. Les Byzantins surent cependant conserver les textes de l’Antiquit´e
et produisirent certaines innovations techniques (feu gr´egeois, automates) qui d´emontrent que
la tradition des m´ecaniciens alexandrins (H´eron) ne s’´etait pas perdue. Les Byzantins vendirent
un certain nombre de textes aux Arabes et c’est par l’interm´ediaire de ceux-ci que les chr´etiens
d’Occident en prirent connaissance, parfois via de multiples traductions (grec → syriaque → arabe
→ latin). Une anecdote, relat´ee par un Arabe au service de l’empereur byzantin, Mohammed ben
Ichak, est cependant r´ev´elatrice du peu de cas que les Byzantins faisaient des connaissances
antiques :
J’ai appris par Abu Ichak ben Chahram, qui l’a relat´e dans une s´eance officielle, qu’il existe
dans l’empire d’Orient un grand temple ancien, avec une porte `
a deux vantaux de fer comme
il n’en a jamais ´et´e construit de plus grande. Les Grecs de l’antiquit´e, lorsqu’ils v´en´eraient
encore les faux dieux, l’avaient ´erig´e et y proc´edaient aux sacrifices. J’ai pri´e un jour le
souverain de l’empire d’Orient de le faire ouvrir pour moi, mais il refusa sous pr´etexte
´ ese, Cyrille d’Alexandrie a
Malgr´e son recours `a des assassinats politiques, notamment lors du concile d’Eph`
´
´et´e reconnu docteur de l’Eglise et sa canonisation ne fut jamais r´evoqu´ee. Ce personnage douteux est `
a l’origine
´
de la doctrine de l’Incarnation du Christ et a le plus contribu´e a` l’expulsion des nestoriens de l’Eglise.
Pour
plus de d´etails `a ce sujet, voir [31], chapitre 47.
21
Une l´egende affirme que le calife Omar aurait d´etruit la biblioth`eque apr`es avoir d´eclar´e “Si ces livres sont
contraires au Coran, ils sont pernicieux; s’ils sont d’accord avec le Coran, ils sont superflus.” Cette histoire est
tr`es probablement fausse. On croit maintenant que la biblioth`eque d’Alexandrie fut le plus endommag´ee lors
des guerres civiles qui firent rage dans cette ville au IIIe si`ecle, en particulier lors d’un conflit entre l’empereur
Aur´elien et la reine Z´enobie de Palmyre. On raconte que les manuscrits furent mˆeme utilis´es pour chauffer les
bains publics!

20

44

3. La science grecque
que depuis l’´epoque o`
u les Romains de l’empire d’Orient sont devenus chr´etiens, ce temple
est rest´e ferm´e. Mais je ne me tins pas pour battu, car je lui avais rendu service `
a diverses
occasions. Je renouvelai ma requˆete oralement et par ´ecrit. Lorsque je participai `
a une session
du Conseil, il le fit enfin ouvrir. Dans ce bˆ
atiment de marbre se trouvaient des inscriptions et
des statues peintes, comme je n’en ai jamais vu de semblables ni de plus belles. Il y avait l`a
pour plusieurs chargements de chameaux d’ouvrages anciens. On peut dire des milliers. Une
partie de ces documents ´etait d´echir´ee, une autre mang´ee par les vers. Apr`es mon d´epart, la
porte a ´et´e referm´ee.

Apr`es la chute de Constantinople aux mains des Turcs (1453), plusieurs ´erudits grecs ´emigr`erent
en Italie et apport`erent avec eux des textes anciens qui furent traduits directement du grec au
latin, ce qui permit un retour aux sources de l’Antiquit´e, l’une des causes de ce qu’on appellera
plus tard la Renaissance. Mais il est probable que nous ne connaissons aujourd’hui qu’une infime
partie des oeuvres scientifiques produites par l’Antiquit´e.


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